KR102782219B1 - Method for forming a silicon-containing film, and composition and silicon precursor compound used therefor - Google Patents
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Abstract
화학식 1로 표시되는 실리콘 전구체 화합물을 포함하는 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 이용하여 600℃ 이상의 고온에서 실리콘-함유 산화막 또는 실리콘-함유 복합 금속 산화막을 포함하는 실리콘-함유 막을 효율적으로 형성할 수 있으며, 목적하는 막의 두께 및 조성으로 제어할 수 있고, 복잡한 형상의 기판에서도 우수한 피복성 및 균일한 실리콘-함유 막을 형성할 수 있다.By using a composition for forming a silicon-containing film including a silicon precursor compound represented by chemical formula 1, a silicon-containing film including a silicon-containing oxide film or a silicon-containing composite metal oxide film can be efficiently formed at a high temperature of 600°C or higher, and the film thickness and composition can be controlled as desired, and a silicon-containing film having excellent covering properties and uniformity can be formed even on a substrate having a complex shape.
Description
본 발명은 실리콘-함유 막의 형성 방법, 이에 사용되는 조성물 및 실리콘 전구체 화합물에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 특정 구조를 갖는 실리콘 전구체 화합물을 포함하는 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 이용하여 600℃ 이상의 고온에서 실리콘-함유 막을 형성하는 방법, 이에 의해 형성된 실리콘-함유 막, 이에 사용되는 조성물 및 실리콘 전구체 화합물에 관한 것이다.The present invention relates to a method for forming a silicon-containing film, a composition used therefor, and a silicon precursor compound. Specifically, the present invention relates to a method for forming a silicon-containing film at a high temperature of 600° C. or higher using a composition for forming a silicon-containing film including a silicon precursor compound having a specific structure, a silicon-containing film formed thereby, a composition used therefor, and a silicon precursor compound.
실리콘-함유 막은 디램(DRAM), 플래시 메모리(Flash Memory), 저항 메모리(ReRAM), 또는 상 변화 메모리(PCRAM) 등의 반도체뿐만 아니라, 논리 소자와 같은 비반도체 소자의 구동에 있어 꼭 필요한 박막 중의 하나이다.Silicon-containing films are one of the thin films that are essential for operating semiconductors such as DRAM, flash memory, resistive memory (ReRAM), or phase-change memory (PCRAM), as well as non-semiconductor devices such as logic devices.
이러한 실리콘-함유 막으로서, 실리콘-함유 산화막은 증착 속도가 빠른 반면, 실리콘-함유 질화막은 증착 속도가 느린 특성이 있는데, 다양한 응용을 위해서는 원하는 위치에만 선택적으로 증착될 수 있는 실리콘-함유 막이 요구되고 있다.As such silicon-containing films, silicon-containing oxide films have the characteristic of fast deposition rates, whereas silicon-containing nitride films have the characteristic of slow deposition rates. For various applications, a silicon-containing film that can be selectively deposited only at a desired location is required.
또한, 반도체 및 비반도체 분야에서 높은 종횡비(high aspect ratio) 및 3차원 구조의 복잡한 형상 등 제품의 개발이 다양화됨에 따라 다양한 응용 분야별 공정 온도에 적합하고, 높은 단차비를 극복할 수 있는, 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition, ALD)에 사용 가능한 실리콘 전구체 화합물을 포함하는 실리콘-함유 막 형성용 조성물이 요구되고 있다.In addition, as the development of products with complex shapes such as high aspect ratios and three-dimensional structures is diversified in the semiconductor and non-semiconductor fields, there is a demand for a composition for forming a silicon-containing film including a silicon precursor compound that can be used in atomic layer deposition (ALD), which is suitable for process temperatures for various applications and can overcome high step ratios.
특히, 고집적화 및 소자의 스케일 다운(scale down)에 의해 발생할 수 있는 단차비 극복을 위해서 자기 제한적(self-limiting) 막 성장 특성을 나타내는 것이 중요하다.In particular, it is important to exhibit self-limiting film growth characteristics in order to overcome the step ratio that may occur due to high integration and scale down of devices.
이에 ALD에 적합하고, 균일하고 치밀한 막을 형성하고, 스트레스에 강한 특성을 나타내며, 600℃ 이상의 고온에서도 자기 제한적 막 성장 특성을 갖는 실리콘 전구체 화합물을 포함하는 막 형성용 조성물 및 이를 이용한 실리콘-함유 막의 형성 방법에 대한 다양한 개발이 필요한 실정이다.Accordingly, there is a need for various developments regarding a film-forming composition including a silicon precursor compound that is suitable for ALD, forms a uniform and dense film, exhibits stress-resistant properties, and has self-limiting film growth properties even at high temperatures of 600°C or higher, and a method for forming a silicon-containing film using the same.
본 발명의 해결하고자 하는 기술적 과제는 특정 구조를 갖는 실리콘 전구체 화합물을 포함하는 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 이용하여 600℃ 이상의 고온에서 실리콘-함유 막을 형성하는 방법, 및 이에 의해 형성된 실리콘-함유 막을 제공하는 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is to provide a method for forming a silicon-containing film at a high temperature of 600°C or higher using a composition for forming a silicon-containing film including a silicon precursor compound having a specific structure, and a silicon-containing film formed thereby.
본 발명의 또 다른 해결하고자 하는 기술적 과제는 특정 구조를 갖는 실리콘 전구체 화합물을 제공하는 것이다. Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a silicon precursor compound having a specific structure.
본 발명의 또 다른 해결하고자 하는 기술적 과제는 상기 실리콘 전구체 화합물의 제조 방법을 제공하는 것이다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a method for producing the silicon precursor compound.
본 발명의 또 다른 해결하고자 하는 기술적 과제는 상기 실리콘 전구체 화합물을 포함하는 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 제공하는 것이다. Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a composition for forming a silicon-containing film comprising the silicon precursor compound.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 실리콘 전구체 화합물을 포함하는 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 사용하여 실리콘-함유 막을 증착하는 단계를 포함하는, 실리콘-함유 막의 형성 방법을 제공한다:The present invention provides a method for forming a silicon-containing film, comprising the step of depositing a silicon-containing film using a composition for forming a silicon-containing film, which comprises a silicon precursor compound represented by the following chemical formula 1:
[화학식 1][Chemical Formula 1]
상기 화학식 1에서, In the above chemical formula 1,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 및 선형 또는 분지형의 C1-C4 알킬기로 구성된 군으로부터 선택되거나, 또는 R 1 and R 2 are each independently selected from the group consisting of hydrogen and linear or branched C 1 -C 4 alkyl groups, or
R1 및 R2는 서로 직접 또는 간접적으로 연결되어 치환 또는 비치환된 C4-C9 고리형 그룹을 형성하고, 여기서 상기 C4-C9 고리형 그룹은 1개 또는 2개의 질소(N) 및 0개 내지 2개의 산소(O)를 포함한다.R 1 and R 2 are directly or indirectly linked to each other to form a substituted or unsubstituted C 4 -C 9 cyclic group, wherein the C 4 -C 9 cyclic group contains 1 or 2 nitrogens (N) and 0 to 2 oxygens (O).
또한, 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 실리콘 전구체 화합물을 포함하고, 실리콘-함유 막 증착에 사용되는, 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a composition for forming a silicon-containing film, which comprises a silicon precursor compound represented by the chemical formula 1 and is used for depositing a silicon-containing film.
아울러, 본 발명은 상기 실리콘-함유 막의 형성 방법에 의해 형성된 실리콘-함유 막을 제공한다.In addition, the present invention provides a silicon-containing film formed by the method for forming the silicon-containing film.
나아가, 본 발명은 하기 화학식 0 또는 하기 화학식 1로 표시되는 실리콘 전구체 화합물을 제공한다:Furthermore, the present invention provides a silicon precursor compound represented by the following chemical formula 0 or the following chemical formula 1:
[화학식 0][Chemical formula 0]
[화학식 1][Chemical Formula 1]
상기 화학식 1에서, In the above chemical formula 1,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 및 선형 또는 분지형의 C1-C4 알킬기로 구성된 군으로부터 선택되거나, 또는 R 1 and R 2 are each independently selected from the group consisting of hydrogen and linear or branched C 1 -C 4 alkyl groups, or
R1 및 R2는 서로 직접 또는 간접적으로 연결되어 치환 또는 비치환된 C4-C9 고리형 그룹을 형성하고, 여기서 상기 C4-C9 고리형 그룹은 1개 또는 2개의 질소(N) 및 0개 내지 2개의 산소(O)를 포함한다.R 1 and R 2 are directly or indirectly linked to each other to form a substituted or unsubstituted C 4 -C 9 cyclic group, wherein the C 4 -C 9 cyclic group contains 1 or 2 nitrogens (N) and 0 to 2 oxygens (O).
본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘-함유 막의 형성 방법은 특정 구조를 갖는 실리콘 전구체 화합물을 포함하는 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 이용하여 600℃ 이상의 고온에서 실리콘-함유 산화막 및 실리콘-함유 복합 금속 산화막으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 실리콘-함유 막을 효율적으로 형성할 수 있으며, 목적하는 막의 두께 및 조성으로 제어할 수 있고, 복잡한 형상의 기판에서도 우수한 피복성 및 균일한 실리콘-함유 막을 형성할 수 있다.A method for forming a silicon-containing film according to one embodiment of the present invention can efficiently form a silicon-containing film including at least one selected from the group consisting of a silicon-containing oxide film and a silicon-containing composite metal oxide film at a high temperature of 600° C. or higher using a silicon-containing film forming composition including a silicon precursor compound having a specific structure, and can control the thickness and composition of the film to a desired thickness and composition, and can form a silicon-containing film having excellent covering properties and a uniformity even on a substrate having a complex shape.
특히, 본 발명의 실리콘-함유 막의 형성 방법은 메모리 소자 및 논리 소자, 디스플레이 소자, 및 유기발광 다이오드(OLED) 소자의 수분 침투 방지막 등의 다양한 분야에서도 적용 가능하며, 막 증착 시 600℃ 이상의 고온에서 원하는 두께의 막을 얻을 수 있으므로, 우수한 막의 물성 및 피복성이 요구되는 전자 소자에서 매우 효과적으로 활용될 수 있다.In particular, the method for forming a silicon-containing film of the present invention can be applied to various fields such as a moisture penetration prevention film for memory devices, logic devices, display devices, and organic light-emitting diode (OLED) devices, and since a film having a desired thickness can be obtained at a high temperature of 600°C or higher during film deposition, it can be very effectively utilized in electronic devices requiring excellent film properties and covering properties.
도 1은 본 발명의 실시예 1, 3, 및 비교예 1, 2의 실리콘 전구체 화합물을 포함하는 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 이용하여 실리콘-함유 막 증착 시, 600℃ 내지 850℃의 온도에 따른 실리콘-함유 산화막의 증착 특성을 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 실시예 3 및 비교예 1의 실리콘 전구체 화합물을 포함하는 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 이용하여 750℃에서 증착된 실리콘-함유 산화막의 2차 이온 질량 분석법(SIMS, Secondary Ion Mass Spectrometry)의 결과를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1, 3 및 비교예 1의 실리콘 전구체 화합물을 포함하는 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 이용하여 750℃에서 패턴 웨이퍼에서 증착하여 단차 피복성(step coverage)을 확인한 투과전자현미경(TEM, Transmission Electron Microscope) 이미지이다.
도 4는 본 발명의 실시예 3 및 비교예 1의 실리콘 전구체 화합물을 포함하는 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 이용하여 650℃에서 패턴 웨이퍼에서 증착하여 단차 피복성을 확인한 투과전자현미경(TEM) 이미지이다.
FIG. 1 is a graph showing the deposition characteristics of a silicon-containing oxide film according to a temperature of 600° C. to 850° C. when depositing a silicon-containing film using a composition for forming a silicon-containing film including the silicon precursor compounds of Examples 1 and 3 and Comparative Examples 1 and 2 of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing the results of secondary ion mass spectrometry (SIMS) of a silicon-containing oxide film deposited at 750° C. using a composition for forming a silicon-containing film including the silicon precursor compound of Example 3 and Comparative Example 1 of the present invention.
FIG. 3 is a transmission electron microscope (TEM) image showing step coverage confirmed by depositing a silicon-containing film-forming composition including the silicon precursor compounds of Examples 1 and 3 of the present invention and Comparative Example 1 on a patterned wafer at 750° C.
FIG. 4 is a transmission electron microscope (TEM) image showing the step coverage confirmed by depositing a silicon-containing film-forming composition including the silicon precursor compound of Example 3 and Comparative Example 1 of the present invention on a patterned wafer at 650° C.
이하에서는 본 발명에 대하여 보다 상세하게 설명한다.The present invention is described in more detail below.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 후술하는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의 될 뿐이다.The advantages and features of the present invention, and the method for achieving them, will become clear with reference to the embodiments described below. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and these embodiments are provided only to make the disclosure of the present invention complete and to fully inform a person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs of the scope of the invention, and the present invention is defined only by the scope of the claims.
또한, 본 명세서에서 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. Additionally, when it is said in this specification that a part is "on" another part, this includes not only cases where it is "directly on" the other part, but also cases where there is another part in between.
본 명세서에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In this specification, when a part is said to "include" a certain component, this does not mean that other components are excluded, but rather that other components may be included, unless otherwise specifically stated.
본 명세서에 기재된 구성성분의 양, 반응 조건 등을 나타내는 모든 숫자 및 표현은 특별한 기재가 없는 한 모든 경우에 "약 "이라는 용어로써 수식되는 것으로 이해하여야 한다.All numbers and expressions indicating the amounts of ingredients, reaction conditions, etc. described in this specification should be understood as being modified by the term "about" in all cases unless otherwise specified.
본 명세서에서, 용어 "막" 또는 "박막" 각각은, 특별히 구별되지 않는 한, "막" 및 "박막" 모두를 의미한다.In this specification, the terms “film” or “thin film” respectively, unless specifically distinguished, mean both “film” and “thin film”.
본 명세서에서, 용어 "알킬" 또는 "알킬기"는, 선형 또는 분지형 알킬기 및 이들의 모든 가능한 이성질체를 포함한다. 예를 들어, 상기 알킬 또는 알킬기는 메틸기(Me), 에틸기(Et), 노말프로필기(nPr), 아이소프로필기(iPr), 노말부틸기(nBu), 아이소부틸기(iBu), tert-부틸기(tert-Bu, tBu), sec-부틸기(secBu) 등 뿐만 아니라, 이들의 이성질체들 등을 들 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.As used herein, the term "alkyl" or "alkyl group" includes linear or branched alkyl groups and all possible isomers thereof. For example, the alkyl or alkyl group may include, but is not limited to, a methyl group (Me), an ethyl group (Et), a n-propyl group ( n Pr), an isopropyl group ( i Pr), a n-butyl group ( n Bu), an isobutyl group ( i Bu), a tert-butyl group (tert-Bu, t Bu), a sec-butyl group ( sec Bu), and the like, as well as isomers thereof.
[실리콘-함유 막의 형성 방법][Method for forming a silicon-containing film]
본 발명의 일 실시예에 따르면, 하기 화학식 1로 표시되는 실리콘 전구체 화합물을 포함하는 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 사용하여 실리콘-함유 막을 증착하는 단계를 포함하는, 실리콘-함유 막의 형성 방법을 제공한다:According to one embodiment of the present invention, a method for forming a silicon-containing film is provided, comprising the step of depositing a silicon-containing film using a composition for forming a silicon-containing film, the composition including a silicon precursor compound represented by the following chemical formula 1:
[화학식 1][Chemical Formula 1]
상기 화학식 1에서, In the above chemical formula 1,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 및 선형 또는 분지형의 C1-C4 알킬기로 구성된 군으로부터 선택되거나, 또는 R 1 and R 2 are each independently selected from the group consisting of hydrogen and linear or branched C 1 -C 4 alkyl groups, or
R1 및 R2는 서로 직접 또는 간접적으로 연결되어 치환 또는 비치환된 C4-C9 고리형 그룹을 형성하고, 여기서 상기 C4-C9 고리형 그룹은 1개 또는 2개의 질소(N) 및 0개 내지 2개의 산소(O)를 포함한다.R 1 and R 2 are directly or indirectly linked to each other to form a substituted or unsubstituted C 4 -C 9 cyclic group, wherein the C 4 -C 9 cyclic group contains 1 or 2 nitrogens (N) and 0 to 2 oxygens (O).
일례로서, 상기 화학식 1에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소, 메틸기, 에틸기, 노말프로필기, 아이소프로필기, 노말부틸기, 아이소부틸기, tert-부틸기, 및 sec-부틸기로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다.As an example, in the chemical formula 1, R 1 and R 2 can each be independently selected from the group consisting of hydrogen, a methyl group, an ethyl group, a normal propyl group, an isopropyl group, a normal butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, and a sec-butyl group.
다른 예로서, 상기 화학식 1에서 R1 및 R2가 서로 직접 또는 간접적으로 연결되어 (이들이 결합한 N 원자와 함께) 치환 또는 비치환된 C4-C9 고리형 그룹을 형성하고, 상기 고리형 그룹은 1개 또는 2개의 질소(N)를 포함하고, 0개 내지 2개의 산소(O)를 포함할 수 있다. 상기 C4-C9 고리형 그룹의 구체적인 예로는 아제티딘일기, 피롤리딘일기, 피페리딘일기, 피페라진일기, 모폴린일기, 아제판일기 등을 들 수 있다. 상기 C4-C9 고리형 그룹은 하나 이상, 예를 들어 1 내지 3개의 치환기를 가질 수 있다. 상기 C4-C9 고리형 그룹이 가질 수 있는 치환기는 예를 들어 C1-C6 알킬기, 할로겐 원소(F, Cl, Br, I), 하이드록실기(OH) 및 C1-C6알콕시로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.As another example, in the above formula 1, R 1 and R 2 are directly or indirectly connected to each other (together with the N atom to which they are bonded) to form a substituted or unsubstituted C 4 -C 9 cyclic group, wherein the cyclic group may contain one or two nitrogens (N) and zero to two oxygens (O). Specific examples of the C 4 -C 9 cyclic group include an azetidinyl group, a pyrrolidinyl group, a piperidinyl group, a piperazinyl group, a morpholinyl group, and an azepanyl group. The C 4 -C 9 cyclic group may have one or more, for example, 1 to 3, substituents. The substituent that the above C 4 -C 9 cyclic group may have may be, for example, one or more selected from the group consisting of a C 1 -C 6 alkyl group, a halogen element (F, Cl, Br, I), a hydroxyl group (OH), and a C 1 -C 6 alkoxy, but is not limited thereto.
구체적으로, 상기 실리콘-함유 막의 형성 방법은 상기 화학식 1로 표시되는 실리콘 전구체 화합물을 포함하는 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 이용하여 화학기상 증착법(Chemical Vapor Deposition, CVD) 또는 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition, ALD)에 의해 기판 상에 실리콘-함유 막을 증착하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 실리콘-함유 막은 실리콘-함유 산화막 및 실리콘-함유 복합 금속 산화막으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 증착은 600℃ 이상, 구체적으로 600℃ 내지 850℃의 온도에서 수행될 수 있다.Specifically, the method for forming the silicon-containing film may include a step of depositing a silicon-containing film on a substrate by chemical vapor deposition (CVD) or atomic layer deposition (ALD) using a composition for forming a silicon-containing film including a silicon precursor compound represented by the chemical formula 1. The silicon-containing film may include at least one selected from the group consisting of a silicon-containing oxide film and a silicon-containing composite metal oxide film. The deposition may be performed at a temperature of 600° C. or higher, specifically, 600° C. to 850° C.
일 구체예에 있어서, 상기 실리콘-함유 막은 600℃ 내지 850℃의 온도에서 화학기상 증착법(CVD) 또는 원자층 증착법(ALD)에 의해 형성될 수 있다. In one specific example, the silicon-containing film can be formed by chemical vapor deposition (CVD) or atomic layer deposition (ALD) at a temperature of 600° C. to 850° C.
본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘-함유 막의 형성 방법에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 특정 구조를 갖는 실리콘 전구체 화합물을 포함하는 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 이용하여 600℃ 이상의 고온에서 실리콘-함유 산화막 및 실리콘-함유 복합 금속 산화막으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 실리콘-함유 막을 효율적으로 형성할 수 있으며, 목적하는 막의 두께 및 조성으로 제어할 수 있고, 복잡한 형상의 기판에서도 우수한 피복성 및 균일한 실리콘-함유 막을 형성할 수 있다.According to a method for forming a silicon-containing film according to one embodiment of the present invention, a silicon-containing film comprising at least one selected from the group consisting of a silicon-containing oxide film and a silicon-containing composite metal oxide film can be efficiently formed at a high temperature of 600° C. or higher using a silicon-containing film forming composition including a silicon precursor compound having a specific structure represented by the chemical formula 1, and the silicon-containing film can be controlled to have a desired thickness and composition, and a silicon-containing film having excellent covering properties and a uniformity can be formed even on a substrate having a complex shape.
특히, 본 발명의 실리콘-함유 막의 형성 방법은 메모리 소자 및 논리 소자, 디스플레이 소자, 및 유기발광 다이오드(OLED) 소자의 수분 침투 방지막 등의 다양한 분야에서도 적용 가능하며, 막 증착 시 600℃ 이상의 고온에서 원하는 두께의 막을 얻을 수 있다는 것에 기술적 의의를 갖는다.In particular, the method for forming a silicon-containing film of the present invention can be applied to various fields such as memory devices and logic devices, display devices, and moisture penetration prevention films for organic light-emitting diode (OLED) devices, and has technical significance in that a film of a desired thickness can be obtained at a high temperature of 600°C or higher during film deposition.
또한, 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 실리콘 전구체 화합물을 포함하고, 600℃ 이상의 온도에서 화학기상 증착법(Chemical Vapor Deposition, CVD) 또는 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition, ALD)에 의해 실리콘-함유 막 증착에 사용되고, 상기 실리콘-함유 막은 실리콘-함유 산화막 및 실리콘-함유 복합 금속 산화막으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는, 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a composition for forming a silicon-containing film, which comprises a silicon precursor compound represented by the chemical formula 1 and is used for depositing a silicon-containing film by chemical vapor deposition (CVD) or atomic layer deposition (ALD) at a temperature of 600°C or higher, wherein the silicon-containing film comprises at least one selected from the group consisting of a silicon-containing oxide film and a silicon-containing composite metal oxide film.
구체적으로, 상기 실리콘-함유 막의 증착 방법에 있어서, 상기 실리콘-함유 막의 형성은, 상기 화학식 1로 표시되는 실리콘 전구체 화합물을 포함하는 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 이용하여 기판(기재) 상에 실리콘-함유 막을 증착하는 단계를 포함할 수 있다.Specifically, in the method for depositing the silicon-containing film, the formation of the silicon-containing film may include a step of depositing the silicon-containing film on a substrate (substrate) using a composition for forming a silicon-containing film including a silicon precursor compound represented by the chemical formula 1.
상기 기판은 실리콘 반도체 웨이퍼, 화합물 반도체 웨이퍼, 플라스틱 기판들(PI, PET, PES)을 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 또한, 구멍이나 홈이 있는 기판을 사용할 수도 있으며, 표면적이 넓은 다공질의 기판을 사용할 수 있다. The above substrate may be, but is not limited to, a silicon semiconductor wafer, a compound semiconductor wafer, or a plastic substrate (PI, PET, PES). In addition, a substrate having holes or grooves may be used, and a porous substrate having a large surface area may be used.
특히, 표면에 패턴(홈)이 있는 기판 또는 다공성 기판, 플라스틱 기판 상에도 600℃ 이상, 구체적으로 600℃ 내지 850℃의 온도 범위에서 수 나노미터(nm) 내지 수 마이크로미터(㎛) 두께의 실리콘-함유 막을 균일하게 형성할 수 있으며, 종횡비가 1 이상, 예컨대 약 1 내지 50 또는 그 이상이고, 폭이 1 ㎛ 이하, 예컨대 약 1 ㎛ 내지 10 nm 또는 그 이하까지 미세한 패턴(홈)의 가장 깊은 곳의 표면 및 상기 미세한 요철(홈)의 표면을 포함하는 기판의 전체 표면 상에 실리콘-함유 막을 균일한 두께로 형성할 수 있는 우수한 효과를 가진다. 예를 들어, 상기 실리콘-함유 막은 종횡비가 1 이상이고, 폭이 1 ㎛ 이하인 요철을 하나 이상 포함하는 기판 상에 형성될 수 있다.In particular, a silicon-containing film having a thickness of several nanometers (nm) to several micrometers (㎛) can be uniformly formed on a substrate having a pattern (groove) on the surface, a porous substrate, or a plastic substrate at a temperature range of 600℃ or higher, specifically, 600℃ to 850℃, and has an excellent effect of being able to form a silicon-containing film with a uniform thickness on the entire surface of the substrate including the surface of the deepest part of a fine pattern (groove) having an aspect ratio of 1 or higher, for example, about 1 to 50 or higher, and a width of 1 ㎛ or less, for example, about 1 ㎛ to 10 nm or less, and the surface of the fine unevenness (groove). For example, the silicon-containing film can be formed on a substrate including one or more unevennesses having an aspect ratio of 1 or higher and a width of 1 ㎛ or less.
상기 실리콘-함유 막의 증착 방법은 본 발명의 기술분야에 공지된 방법, 장치 등을 이용할 수 있고, 필요한 경우 하나 이상의 추가 반응 기체를 함께 이용하여 수행될 수 있다. The method for depositing the above silicon-containing film can utilize methods, devices, etc. known in the technical field of the present invention, and, if necessary, can be performed using one or more additional reaction gases.
상기 실리콘-함유 막의 증착 방법은, CVD, 예컨대 유기금속 화학기상 증착법(MOCVD), 또는 ALD에 의해 수행될 수 있다. 상기 MOCVD 또는 ALD는 본 기술분야에서 공지된 증착 장치, 증착 조건, 및 반응기체 등을 이용하여 수행될 수 있다.The deposition method of the above silicon-containing film can be performed by CVD, such as metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD), or ALD. The MOCVD or ALD can be performed using a deposition apparatus, deposition conditions, and reaction gas known in the art.
구체적으로, 상기 반응 챔버 내에 기판을 수용한 뒤, 운송 기체 또는 희석 기체를 사용하여 상기 실리콘 전구체 화합물을 포함하는 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 기판 상으로 이송하여 600℃ 이상, 구체적으로 600℃ 내지 850℃의 고온의 증착 온도에서 실리콘-함유 막을 증착시킬 수 있다.Specifically, after accommodating a substrate in the reaction chamber, a silicon-containing film-forming composition including the silicon precursor compound is transported onto the substrate using a carrier gas or a diluting gas to deposit a silicon-containing film at a high deposition temperature of 600° C. or higher, specifically, 600° C. to 850° C.
여기서 상기 증착 온도가 상기 범위인 것은 메모리 소자 및 논리 소자, 및 디스플레이 소자 등에 적용될 수 있고, 공정온도가 넓기 때문에 다양한 분야에 적용 가능성이 크고, 특히 고온에서의 치밀한 막과 스트레스에 강한 상기 실리콘 전구에 화합물을 포함하는 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 이용함으로써, 상기 범위의 증착 온도 범위에서 증착이 용이하다.Here, the deposition temperature within the above range can be applied to memory devices, logic devices, display devices, etc., and since the process temperature is wide, it has a high applicability in various fields, and in particular, by using a composition for forming a silicon-containing film including a compound in the silicon bulb that is strong against a dense film and stress at high temperatures, deposition is easy within the above range of deposition temperatures.
또한, 상기 운송기체 또는 희석 기체로는 아르곤(Ar), 질소(N2), 헬륨(He) 및 수소(H2)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 혼합 기체를 사용하는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable to use at least one mixed gas selected from the group consisting of argon (Ar), nitrogen (N 2 ), helium (He), and hydrogen (H 2 ) as the carrier gas or diluting gas.
또한, 상기 실리콘-함유 막의 형성 방법은, 버블링(bubbling) 방식, 액체 공급 시스템(liquid delivery system, LDS) 방식, 기체 유량 제어(vapor flow control, VFC) 방식, 및 바이패스(bypass) 방식으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 방식을 이용하여 상기 실리콘 전구체 화합물을 반응 챔버 내로 공급하는 단계를 포함할 수 있다. In addition, the method for forming the silicon-containing film may include a step of supplying the silicon precursor compound into the reaction chamber using a method including at least one selected from the group consisting of a bubbling method, a liquid delivery system (LDS) method, a vapor flow control (VFC) method, and a bypass method.
구체적으로, 상기 실리콘 전구체 화합물을 반응 챔버 내로 공급하는 방식은, 상기 실리콘 전구체 화합물을 포함하는 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 운송 기체 또는 희석 기체를 사용하여 강제적으로 기화시키는 버블링(bubbling) 방식; 상온에서 액상으로 공급하여 기화기를 통해 기화시키는 액체 공급 시스템(LDS) 방식; 전구체의 증기압을 이용하여 직접 공급하는 기체 유량 제어(VFC) 방식; 및 열처리(heating)하여 기화시키는 바이패스(bypass)방식으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 방법을 사용할 수 있다.Specifically, the method for supplying the silicon precursor compound into the reaction chamber may use at least one method selected from the group consisting of a bubbling method in which a silicon-containing film-forming composition including the silicon precursor compound is forcibly vaporized using a carrier gas or a diluting gas; a liquid supply system (LDS) method in which a liquid is supplied at room temperature and vaporized through a vaporizer; a gas flow control (VFC) method in which the vapor pressure of the precursor is used to directly supply the composition; and a bypass method in which vaporization is performed by heating.
예컨대, 증기압이 높은 경우는 기체 유량 제어 방식을 사용하거나, 증기압이 낮은 경우는 용기를 가열하여 기화시키는 바이패스 방식을 사용하거나, 또는 아르곤(Ar) 또는 질소(N2) 기체를 이용하여 버블링시키는 방식을 사용하여 상기 실리콘 전구체 화합물을 포함하는 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 상기 반응 챔버 내로 공급할 수 있다.For example, when the vapor pressure is high, a gas flow rate control method can be used, when the vapor pressure is low, a bypass method for heating and vaporizing the container can be used, or a bubbling method using argon (Ar) or nitrogen (N 2 ) gas can be used to supply the silicon-containing film-forming composition including the silicon precursor compound into the reaction chamber.
일 구체예에 있어서, 상기 실리콘 전구체 화합물을 반응 챔버 내로 공급하는 단계는 0.1 torr 내지 10 torr 및 상온 내지 150℃의 온도 범위에서 운송 기체 또는 희석 기체를 사용하여 수행될 수 있다. In one specific example, the step of supplying the silicon precursor compound into the reaction chamber can be performed using a carrier gas or a dilution gas in a temperature range of 0.1 torr to 10 torr and room temperature to 150° C.
더욱 구체적으로, 상기 공급 방식은 버블링 방식 또는 바이패스 방식을 포함하며, 상기 버블링 방식은 0.1 torr 내지 10 torr 및 상온 내지 150℃의 온도 범위에서 운송 기체 또는 희석 기체를 이용하여 수행되고, 상기 바이패스 방식은 상온 내지 100℃의 온도 범위에서 0.1 torr 내지 1.5 torr의 증기압을 이용하여 수행될 수 있다. 예컨대, 상기 실리콘 전구체 화합물을 포함하는 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 반응 챔버 내로의 공급은 0.1 torr 내지 10 torr 및 상온 내지 100℃의 온도 범위에서 운송 기체 또는 희석 기체를 사용하여 수행될 수 있다.More specifically, the supply method includes a bubbling method or a bypass method, and the bubbling method is performed using a carrier gas or a dilution gas in a temperature range of 0.1 torr to 10 torr and room temperature to 150°C, and the bypass method can be performed using a vapor pressure of 0.1 torr to 1.5 torr in a temperature range of room temperature to 100°C. For example, the supply of the composition for forming a silicon-containing film including the silicon precursor compound into the reaction chamber can be performed using a carrier gas or a dilution gas in a temperature range of 0.1 torr to 10 torr and room temperature to 100°C.
또한, 상기 실리콘 전구체 화합물을 포함하는 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 기화시키기 위하여, 예컨대 아르곤(Ar) 또는 질소(N2) 기체로 운송할 수 있다. 또는 증착 시, 열에너지 또는 플라즈마를 이용하거나, 상기 기판 상에 바이어스를 인가할 수 있다.In addition, in order to vaporize the composition for forming a silicon-containing film including the silicon precursor compound, it can be transported by, for example, argon (Ar) or nitrogen (N 2 ) gas. Or, during deposition, thermal energy or plasma can be used, or a bias can be applied to the substrate.
한편, 상기 실리콘-함유 막의 형성 방법에 따라, 실리콘-함유 산화막 및 실리콘-함유 복합 금속 산화막으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 실리콘-함유 막을 증착시키기 위해서, 상기 증착 시, 수증기(H2O), 산소(O2), 산소 플라즈마(O2 Plasma), 과산화수소(H2O2) 및 오존(O3)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.Meanwhile, in order to deposit at least one silicon-containing film selected from the group consisting of a silicon-containing oxide film and a silicon-containing composite metal oxide film according to the method for forming the silicon-containing film, at least one selected from the group consisting of water vapor (H 2 O), oxygen (O 2 ), oxygen plasma (O 2 Plasma), hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), and ozone (O 3 ) may be used during the deposition.
상기 실리콘-함유 산화막 및 실리콘-함유 복합 금속 산화막으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 실리콘-함유 막은 예를 들어, HfSiOx, ZrSiOx, TiSiOx, HfAlOx, ZrAlSiOx, TiAlSiOx, ZrHfSiOx, ZrHfAlSiOx, SiC 및 SiCO로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이때, 상기 x는 1 내지 3일 수 있다.The at least one silicon-containing film selected from the group consisting of the silicon-containing oxide film and the silicon-containing composite metal oxide film may include, for example, at least one selected from the group consisting of HfSiO x , ZrSiO x , TiSiO x , HfAlO x , ZrAlSiO x , TiAlSiO x , ZrHfSiO x , ZrHfAlSiO x , SiC and SiCO, but is not limited thereto. In this case, x may be 1 to 3.
상기 화학식 1로 표시되는 실리콘 전구체 화합물을 포함하는 실리콘-함유 막 형성용 조성물은 이하 더욱 구체적으로 설명한다.A composition for forming a silicon-containing film comprising a silicon precursor compound represented by the above chemical formula 1 is described in more detail below.
[실리콘-함유 막 형성용 조성물][Composition for forming a silicon-containing film]
본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 실리콘 전구체 화합물을 포함하는 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 제공한다.The present invention provides a composition for forming a silicon-containing film comprising a silicon precursor compound represented by the chemical formula 1.
구체적으로, 상기 실리콘-함유 막 형성용 조성물은, 상기 화학식 1로 표시되는 실리콘 전구체 화합물을 포함하고, 600℃ 이상의 온도에서 화학기상 증착법(Chemical Vapor Deposition, CVD) 또는 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition, ALD)에 의해 실리콘-함유 막 증착에 사용될 수 있고, 상기 실리콘-함유 막은 실리콘-함유 산화막 및 실리콘-함유 복합 금속 산화막으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.Specifically, the composition for forming the silicon-containing film includes a silicon precursor compound represented by the chemical formula 1, and can be used for depositing a silicon-containing film by chemical vapor deposition (CVD) or atomic layer deposition (ALD) at a temperature of 600° C. or higher, and the silicon-containing film can include at least one selected from the group consisting of a silicon-containing oxide film and a silicon-containing composite metal oxide film.
본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘-함유 막 형성용 조성물은 상기 화학식 1로 표시되는 실리콘 전구체 화합물을 포함함으로써, 복잡한 형상의 기판에서도 우수한 피복성 및 균일한 실리콘-함유 막, 구체적으로 실리콘-함유 산화막을 형성할 수 있다. A composition for forming a silicon-containing film according to one embodiment of the present invention comprises a silicon precursor compound represented by the chemical formula 1, thereby forming a silicon-containing film, specifically a silicon-containing oxide film, with excellent coverage and uniformity even on a substrate having a complex shape.
특히, 상기 화학식 1에 있어서, 상기 Si에 표면과의 반응성이 우수한 아민 및 열적으로 안정한 알킬기가 결합되어 있는 구조를 갖고, Si 원자를 3개를 포함하는 구조를 가짐으로써 약 600℃ 내지 850℃의 고온에서 높은 증착률 및 안정한 실리콘-함유막을 형성하는 데에 더욱 유리할 수 있다.In particular, in the chemical formula 1, since it has a structure in which an amine having excellent surface reactivity and a thermally stable alkyl group are bonded to Si and has a structure containing three Si atoms, it can be more advantageous in forming a high deposition rate and a stable silicon-containing film at a high temperature of about 600°C to 850°C.
즉, 상기 화학식 1로 표시되는 실리콘 전구체 화합물에 있어서, 첫째, 상기 구조에서, -NR1R2로 표기되는 아민은 Si, Si-OH 및 Si-O와 같은 표면과의 반응성이 우수하여 실리콘-함유 산화막을 형성하는 데 유리하며; 둘째, 상기 구조에서 열적으로 안정한 Si와 CH3의 결합을 다수 포함하여 600℃ 이상의 고온에서 실리콘 전구체가 급격하게 분해되지 않고 안정한 막을 형성할 수 있어 고온에서 치밀하고 우수한 피복성 및 균일한 실리콘-함유 막을 요구하고 있는 3차원 낸드(NAND) 플래시 메모리 공정에 적합할 수 있고; 셋째, 상기 구조에는 Si 원소를 3개를 포함하는 구조로 기존에 알려진 실리콘 전구체 화합물보다 SiO2 ALD에서 GPC가 월등하게 크기 때문에 고온에서 두꺼운 SiO2 막 형성을 필요로 하는 3차원 낸드(NAND) 플래시 메모리 공정에 적합할 수 있다.That is, in the silicon precursor compound represented by the chemical formula 1, first, in the structure, the amine represented by -NR 1 R 2 has excellent reactivity with surfaces such as Si, Si-OH, and Si-O, which is advantageous in forming a silicon-containing oxide film; second, since the structure contains a large number of thermally stable Si and CH 3 bonds, the silicon precursor does not rapidly decompose at a high temperature of 600° C. or higher and can form a stable film, so that it can be suitable for a 3D NAND flash memory process that requires a dense, excellent covering property, and a uniform silicon-containing film at high temperatures; and third, since the structure contains three Si elements and has a GPC that is significantly larger in SiO 2 ALD than existing known silicon precursor compounds, it can be suitable for a 3D NAND flash memory process that requires formation of a thick SiO 2 film at high temperatures.
구체적으로 상기 화학식 1에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 및 선형 또는 분지형의 C1-C4 알킬기로 구성된 군으로부터 선택되거나, 또는 R1 및 R2는 서로 직접 또는 간접적으로 연결되어 치환 또는 비치환된 C4-C9 고리형 그룹을 형성하고, 여기서 상기 C4-C9 고리형 그룹은 1개 또는 2개의 질소(N) 및 0개 내지 2개의 산소(O)를 포함한다.Specifically, in the chemical formula 1, R 1 and R 2 are each independently selected from the group consisting of hydrogen, and a linear or branched C 1 -C 4 alkyl group, or R 1 and R 2 are directly or indirectly connected to each other to form a substituted or unsubstituted C 4 -C 9 cyclic group, wherein the C 4 -C 9 cyclic group contains 1 or 2 nitrogens (N) and 0 to 2 oxygens (O).
상기 실리콘 전구체 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 1-10로 표시되는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다:The above silicon precursor compound may include at least one selected from the group consisting of compounds represented by the following chemical formulas 1-1 to 1-10:
[화학식 1-1][Chemical Formula 1-1]
, ,
[화학식 1-2][Chemical Formula 1-2]
, ,
[화학식 1-3][Chemical Formula 1-3]
, ,
[화학식 1-4][Chemical Formula 1-4]
, ,
[화학식 1-5][Chemical Formula 1-5]
, ,
[화학식 1-6][Chemical Formula 1-6]
, ,
[화학식 1-7][Chemical Formula 1-7]
, ,
[화학식 1-8][Chemical Formula 1-8]
, ,
[화학식 1-9][Chemical Formula 1-9]
, 및 , and
[화학식 1-10][Chemical Formula 1-10]
. .
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 사용하여 ALD에 의해 증착 시, 600℃ 내지 850℃에서 1.5 내지 4.5 Å/cycle의 ALD 기체 공급 주기 당 막 성장(GPC)을 가질 수 있다.According to one embodiment of the present invention, when the silicon-containing film-forming composition is deposited by ALD, the film growth per ALD gas supply cycle (GPC) can be achieved at 1.5 to 4.5 Å/cycle at 600° C. to 850° C.
구체적으로, 상기 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 이용하여 ALD에 의해 SiO2 막을 형성할 때, 600℃ 내지 850℃의 온도 구간에서 ALD 기체 공급 주기 당 막 성장이 1.5 내지 4.5 Å/cycle일 수 있다. Specifically, when forming a SiO 2 film by ALD using the composition for forming a silicon-containing film, the film growth per ALD gas supply cycle can be 1.5 to 4.5 Å/cycle in a temperature range of 600° C. to 850° C.
예를 들어, 상기 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 사용하여 ALD에 의해 증착 시, 600℃ 내지 850℃, 예를 들어 800℃에서 예를 들어, 1.5 내지 4.0 Å/cycle, 1.7 내지 4.0 Å/cycle, 2.0 내지 4.0 Å/cycle, 1.5 내지 3.5 Å/cycle, 1.7 내지 3.5 Å/cycle, 1.5 내지 3.0 Å/cycle, 또는 2.0 내지 3.0 Å/cycle의 ALD 기체 공급 주기 당 막 성장(GPC)을 달성할 수 있다.For example, when the silicon-containing film-forming composition is deposited by ALD, the film growth per ALD gas supply cycle (GPC) can be achieved at a temperature of from 600° C. to 850° C., for example, from 800° C., of from 1.5 to 4.0 Å/cycle, from 1.7 to 4.0 Å/cycle, from 2.0 to 4.0 Å/cycle, from 1.5 to 3.5 Å/cycle, from 1.7 to 3.5 Å/cycle, from 1.5 to 3.0 Å/cycle, or from 2.0 to 3.0 Å/cycle.
본 발명의 일 실시예에 따라 상기 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 이용하여 실리콘-함유 막을 형성하는 경우, 원하는 막의 두께 및 원하는 실리콘-함유량을 갖는 조성으로 제어가 가능하고, 표면에 패턴(홈)이 있는 기판, 다공성 기판, 플라스틱 기판, 또는 3차원 구조의 복잡한 형상의 기판에서도 우수한 피복성 및 균일한 막을 형성할 수 있으므로, 고품질의 실리콘-함유 막을 제공할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, when a silicon-containing film is formed using the composition for forming a silicon-containing film, the film can be controlled to have a desired film thickness and a desired silicon content, and excellent covering properties and a uniform film can be formed even on a substrate having a pattern (groove) on the surface, a porous substrate, a plastic substrate, or a substrate having a complex shape with a three-dimensional structure, so that a high-quality silicon-containing film can be provided.
또한, 상기 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 이용하여 CVD 또는 ALD에 의해 기판 상에 실리콘-함유 산화막 및 실리콘-함유 복합 금속 산화막으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 실리콘-함유 막 이외에도, 실리콘-함유 질화막, 실리콘-함유 탄화막, 및 실리콘-함유 복합 금속막으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 효율적으로 형성할 수 있다. In addition, using the composition for forming the silicon-containing film, in addition to a silicon-containing film including at least one selected from the group consisting of a silicon-containing oxide film and a silicon-containing composite metal oxide film, at least one selected from the group consisting of a silicon-containing nitride film, a silicon-containing carbide film, and a silicon-containing composite metal film can be efficiently formed on a substrate by CVD or ALD.
특히, 본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 이용하여 ALD에 의해 기판 상에 실리콘-함유 산화막 및 실리콘-함유 복합 금속 산화막으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 실리콘-함유 막을 형성하는 경우, 600℃ 이상의 고온에서 원하는 두께의 막을 균일한 두께로 얻을 수 있으며, 고온에서의 막 수축률 및 식각률이 더 낮고, 불순물이 적고 순수한 고품질의 실리콘-함유 막을 형성할 수 있는 큰 이점이 있다.In particular, according to one embodiment of the present invention, when a silicon-containing film including at least one selected from the group consisting of a silicon-containing oxide film and a silicon-containing composite metal oxide film is formed on a substrate by ALD using the composition for forming the silicon-containing film, there is a great advantage in that a film having a desired thickness can be obtained with a uniform thickness at a high temperature of 600° C. or higher, and a high-quality silicon-containing film having lower film shrinkage rate and etching rate at high temperatures and less impurities and being pure can be formed.
[실리콘 전구체 화합물][silicon precursor compound]
본 발명은 하기 화학식 0 또는 하기 화학식 1로 표시되는 실리콘 전구체 화합물을 제공한다:The present invention provides a silicon precursor compound represented by the following chemical formula 0 or the following chemical formula 1:
[화학식 0][Chemical formula 0]
[화학식 1][Chemical Formula 1]
상기 화학식 1에서, In the above chemical formula 1,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 및 선형 또는 분지형의 C1-C4 알킬기로 구성된 군으로부터 선택되거나, 또는 R 1 and R 2 are each independently selected from the group consisting of hydrogen and linear or branched C 1 -C 4 alkyl groups, or
R1 및 R2는 서로 직접 또는 간접적으로 연결되어 치환 또는 비치환된 C4-C9 고리형 그룹을 형성하고, 여기서 상기 C4-C9 고리형 그룹은 1개 또는 2개의 질소(N) 및 0개 내지 2개의 산소(O)를 포함한다.R 1 and R 2 are directly or indirectly linked to each other to form a substituted or unsubstituted C 4 -C 9 cyclic group, wherein the C 4 -C 9 cyclic group contains 1 or 2 nitrogens (N) and 0 to 2 oxygens (O).
상기 화학식 0 및 1의 화합물은 실리콘-함유 막의 형성에 사용될 수 있다.The compounds of the above chemical formulas 0 and 1 can be used in the formation of a silicon-containing film.
구체적으로, 상기 화학식 0의 화합물은 상기 화학식 1의 화합물의 제조에 사용될 수 있고, 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 실리콘-함유 막 형성용 조성물은 실리콘-함유 막의 증착에 사용될 수 있다.Specifically, the compound of the above chemical formula 0 can be used in the production of the compound of the above chemical formula 1, and the composition for forming a silicon-containing film including the compound of the above chemical formula 1 can be used in the deposition of a silicon-containing film.
[실리콘 전구체 화합물의 제조방법][Method for producing silicon precursor compound]
한편, 상기 화학식 1로 표시되는 실리콘 전구체 화합물은 다양한 방법에 의해 제조될 수 있다.Meanwhile, the silicon precursor compound represented by the chemical formula 1 can be manufactured by various methods.
본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 전구체 화합물(화학식1)의 제조 방법은 하기 반응식 1의 하기 화학식 A로 표시되는 헥사메틸다이실라잔 금속염을 하기 화학식 B로 표시되는 다이할라이드 실리콘 전구체 화합물과 반응하여 하기 화학식 C를 형성하는 할라이드-헥사메틸다이실라잔 치환 반응단계를 포함하고, 하기 화학식 C로 표시되는 화합물과 하기 화학식 D로 표시되는 다이알킬아민 또는 고리형아민과 반응하여 하기 화학식 1을 형성하는 할라이드-아민 치환 반응하는 단계를 포함할 수 있다:According to one embodiment of the present invention, a method for producing a silicon precursor compound (chemical formula 1) may include a halide-hexamethyldisilazane substitution reaction step in which a hexamethyldisilazane metal salt represented by the following chemical formula A of the following reaction formula 1 is reacted with a dihalide silicon precursor compound represented by the following chemical formula B to form the following chemical formula C, and a halide-amine substitution reaction step in which a compound represented by the following chemical formula C is reacted with a dialkylamine or a cyclic amine represented by the following chemical formula D to form the following chemical formula 1:
[반응식 1][Reaction Formula 1]
상기 반응식 1에서, In the above reaction formula 1,
M1은 알칼리 금속으로서, Li 또는 Na이고,M 1 is an alkali metal, Li or Na,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 및 선형 또는 분지형의 C1-C4 알킬기로 구성된 군으로부터 선택되거나, 또는 R 1 and R 2 are each independently selected from the group consisting of hydrogen and linear or branched C 1 -C 4 alkyl groups, or
R1 및 R2는 서로 직접 또는 간접적으로 연결되어 치환 또는 비치환된 C4-C9 고리형 그룹을 형성하고, 여기서 상기 C4-C9 고리형 그룹은 1개 또는 2개의 질소(N) 및 0개 내지 2개의 산소(O)를 포함하고, R 1 and R 2 are directly or indirectly linked to each other to form a substituted or unsubstituted C 4 -C 9 cyclic group, wherein the C 4 -C 9 cyclic group contains 1 or 2 nitrogens (N) and 0 to 2 oxygens (O),
X1 및 X2는 각각 독립적으로, 할로겐 원소로서, Cl, Br, 또는 I이다.X 1 and X 2 are each independently a halogen element, Cl, Br, or I.
또 다른 실시예에 따르면, 하기 화학식 0으로 표시되는 실리콘 전구체 화합물을 사용하여 상기 화학식 1의 실리콘 전구체 화합물을 얻을 수 있다.According to another embodiment, the silicon precursor compound of the above chemical formula 1 can be obtained using the silicon precursor compound represented by the following chemical formula 0.
[화학식 0][Chemical formula 0]
구체적으로, 상기 화학식 1로 표시되는 실리콘 전구체 화합물은 상기 화학식 0의 실리콘 전구체 화합물을 2차 아민과 반응시켜서 쉽게 합성할 수 있다. Specifically, the silicon precursor compound represented by the chemical formula 1 can be easily synthesized by reacting the silicon precursor compound of the chemical formula 0 with a secondary amine.
상기 화학식 0의 실리콘 전구체 화합물은 상업적으로 쉽고 싸게 구할 수 있는 다이클로로실란(dichlorosilane, SiH2Cl2)과 헥사메틸다이실라잔(1,1,1,3,3,3-hexamethyldisilazane)을 원료로 쉽게 합성할 수 있다. 상기 화학식 0의 실리콘 전구체 화합물은 상기 화학식 1의 실리콘 전구체 화합물을 제조하는 목적에 사용될 수 있다.The silicon precursor compound of the above chemical formula 0 can be easily synthesized using commercially readily and inexpensively available dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ) and hexamethyldisilazane (1,1,1,3,3,3-hexamethyldisilazane) as raw materials. The silicon precursor compound of the above chemical formula 0 can be used for the purpose of producing the silicon precursor compound of the above chemical formula 1.
상기 반응식 1을 참고하여, 상기 실리콘 전구체 화합물(화학식 1)의 제조를 위해, 저온(약 -30℃ 내지 -5℃)에서 헥사메틸다이실라잔 금속염(화학식 A)에 0.5 내지 2 mol의 다이할라이드 실리콘 전구체 화합물(화학식 B)을 첨가한 후 1차 할라이드와 헥사메틸다이실라잔의 치환 반응을 수행할 수 있다. 그 다음, 상기 반응 생성물에 포함되는 반응 부산물인 금속 할라이드염을 필터를 통해 제거하고, 남은 생성물을 정제함으로써 상기 화학식 C로 표시되는 화합물을 얻을 수 있다. 이후, 저온(약 -30℃ 내지 -5℃)에서 상기 화학식 C로 표시되는 화합물에 1 내지 3 mol의 다이알킬아민 또는 고리형아민(화학식 D)을 첨가한 후 할라이드와 아민의 치환 반응을 수행할 수 있다. 그 다음, 상기 반응 생성물에 포함되는 반응 부산물인 다이알킬아민 할라이드염 또는 고리형아민 할라이드염의 형태로 필터를 통해 제거하고, 남은 생성물을 정제함으로써 상기 화학식 1로 표시되는 실리콘 전구체 화합물을 얻을 수 있다.With reference to the above reaction scheme 1, in order to manufacture the silicon precursor compound (chemical formula 1), 0.5 to 2 mol of a dihalide silicon precursor compound (chemical formula B) may be added to a hexamethyldisilazane metal salt (chemical formula A) at a low temperature (about -30°C to -5°C), and then a substitution reaction between the primary halide and hexamethyldisilazane may be performed. Then, a metal halide salt, which is a reaction by-product included in the reaction product, may be removed through a filter, and the remaining product may be purified, thereby obtaining a compound represented by the above chemical formula C. Thereafter, 1 to 3 mol of a dialkylamine or a cyclic amine (chemical formula D) may be added to the compound represented by the above chemical formula C at a low temperature (about -30°C to -5°C), and then a substitution reaction between the halide and the amine may be performed. Next, the reaction by-product included in the above reaction product, in the form of a dialkylamine halide salt or a cyclic amine halide salt, is removed through a filter, and the remaining product is purified, thereby obtaining a silicon precursor compound represented by the chemical formula 1.
상기 1차 및 2차 할라이드-아민 치환 반응은 각각 용매 중에서 0℃ 내지 30℃, 구체적으로 20℃ 내지 30℃, 예컨대 상온(실온)에서 2 내지 30 시간 동안 수행될 수 있다.The above primary and secondary halide-amine substitution reactions can each be performed in a solvent at 0°C to 30°C, specifically 20°C to 30°C, for example, at room temperature, for 2 to 30 hours.
또한, 상기 용매는 탄소수 5 내지 8의 알칸, 톨루엔, 에테르, 테트라하이드로퓨란, 및 모노 내지 테트라에틸렌글리콜 디메틸 에테르로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.Additionally, the solvent may include at least one selected from the group consisting of alkanes having 5 to 8 carbon atoms, toluene, ether, tetrahydrofuran, and mono- to tetraethylene glycol dimethyl ether.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 실리콘 전구체 화합물을 이용하여 실리콘 전구체 화합물을 포함하는 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 얻을 수 있다.According to one embodiment of the present invention, a composition for forming a silicon-containing film including a silicon precursor compound can be obtained by using the silicon precursor compound.
[실리콘-함유 막][silicon-containing membrane]
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 실리콘 전구체 화합물을 포함하는 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 이용하여 형성된, 실리콘-함유 막을 제공한다.According to one embodiment of the present invention, a silicon-containing film is provided, formed using a composition for forming a silicon-containing film including a silicon precursor compound represented by the chemical formula 1.
구체적으로, 상기 화학식 1로 표시되는 실리콘 전구체 화합물을 포함하는 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 이용하여 형성된, 실리콘-함유 막을 제공한다.Specifically, a silicon-containing film formed using a composition for forming a silicon-containing film including a silicon precursor compound represented by the chemical formula 1 is provided.
상기 실리콘-함유 막은 수 나노미터(nm) 내지 수 마이크로미터(㎛) 두께를 가질 수 있으며, 적용 용도에 따라 다양하게 응용될 수 있다. 구체적으로, 상기 실리콘-함유 막은 1 nm 내지 500 nm의 두께 범위에서 형성될 수 있다.The silicon-containing film may have a thickness of several nanometers (nm) to several micrometers (㎛), and may be applied in various ways depending on the intended application. Specifically, the silicon-containing film may be formed in a thickness range of 1 nm to 500 nm.
상기 실리콘-함유 막은 기판(기재) 상에 형성될 수 있다.The above silicon-containing film can be formed on a substrate (substrate).
상기 기판은 상술한 바와 같다.The above substrate is as described above.
상기 실리콘-함유 막은 실리콘-함유 산화막 및 실리콘-함유 복합 금속 산화막으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.The above silicon-containing film may include at least one selected from the group consisting of a silicon-containing oxide film and a silicon-containing composite metal oxide film.
또한, 상기 화학식 1로 표시되는 실리콘 전구체 화합물을 포함하는 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 이용하여 상기 실리콘-함유 산화막 및 실리콘-함유 복합 금속 산화막으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 효율적으로 형성할 수 있다. In addition, using a composition for forming a silicon-containing film including a silicon precursor compound represented by the chemical formula 1, at least one selected from the group consisting of a silicon-containing oxide film and a silicon-containing composite metal oxide film can be efficiently formed.
또한, 상기 실리콘-함유 막은 열적 안정성이 우수한 실리콘 전구체 화합물을 포함하는 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 사용함으로써, 600℃ 이상, 예컨대 600℃ 내지 850℃의 고온에서도 실리콘-함유 막의 수축률이 낮고, 실리콘-함유 막의 식각률(Å/s)이 낮은 것이 특징이다.In addition, the silicon-containing film is characterized by having a low shrinkage rate of the silicon-containing film and a low etching rate (Å/s) of the silicon-containing film even at a high temperature of 600°C or higher, for example, from 600°C to 850°C, by using a composition for forming a silicon-containing film including a silicon precursor compound having excellent thermal stability.
구체적으로, 상기 실리콘-함유 막은 하기 식 1로 표시되는 실리콘-함유 막의 수축률(S750)이 5.0% 이하일 수 있다:Specifically, the silicon-containing film may have a shrinkage ratio (S 750 ) of 5.0% or less, as represented by the following formula 1:
[식 1] 수축률(S750, %) = × 100[Formula 1] Shrinkage rate (S 750 , %) = × 100
상기 식 1에서,In the above equation 1,
A는 750℃에서 ALD에 의해 형성된 실리콘-함유 막의 초기 두께(Å)이고, A is the initial thickness (Å) of the silicon-containing film formed by ALD at 750°C,
B는 750℃에서 ALD에 의해 형성된 실리콘-함유 막을 750℃에서 아르곤(Ar) 분위기에서 60분 동안 체류 후의 실리콘-함유 막의 두께(Å)이다.B is the thickness (Å) of the silicon-containing film formed by ALD at 750°C after 60 minutes in an argon (Ar) atmosphere at 750°C.
상기 실리콘-함유 막은 상기 식 1로 표시되는 실리콘-함유 막의 수축률(S750)이 예를 들어 4.8% 이하, 4.5% 이하, 4.4% 이하, 4.0% 이하, 3.9% 이하, 3.8% 이하, 3.5% 이하, 3.4% 이하, 3.3% 이하, 3.2% 이하, 3.0% 이하, 2.5% 이하, 2.0% 이하, 1.5% 이하, 1.2% 이하, 1.1 % 이하, 또는 1.0% 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 식 1로 표시되는 실리콘-함유 막의 수축률(S750)이 4.8% 내지 0.5%, 3.5% 내지 0.5%, 3.0% 내지 0.5%, 또는 2.5% 내지 0.5%일 수 있다.The above silicon-containing film may have a shrinkage ratio (S 750 ) of, for example, 4.8% or less, 4.5% or less, 4.4% or less, 4.0% or less, 3.9% or less, 3.8% or less, 3.5% or less, 3.4% or less, 3.3% or less, 3.2% or less, 3.0% or less, 2.5% or less, 2.0% or less, 1.5% or less, 1.2% or less, 1.1% or less, or 1.0% or less. Specifically, the shrinkage ratio (S 750 ) of the silicon-containing film represented by the above silicon-containing film may be 4.8% to 0.5%, 3.5% to 0.5%, 3.0% to 0.5%, or 2.5% to 0.5%.
상기 실리콘-함유 막이 상기 범위의 실리콘-함유 막의 수축률(S750)을 만족할 경우, 균일하고 치밀한 실리콘-함유 막을 형성하는 데에 유리할 수 있다.When the above silicon-containing film satisfies the shrinkage rate (S 750 ) of the silicon-containing film within the above range, it may be advantageous in forming a uniform and dense silicon-containing film.
한편, 상기 실리콘-함유 막이 750℃에서 500 Å의 두께로 증착되어 형성된 경우, 상기 실리콘-함유 막을 1%의 묽은 불산의 식각 용액에 노출시키기 전과 후의 실리콘-함유 막의 두께를 엘립소미터로 측정할 때, 하기 식 2로 표시되는 실리콘-함유 막의 식각률(Å/s)이 4.0 Å/s 이하일 수 있다:Meanwhile, when the silicon-containing film is formed by deposition at 750° C. to a thickness of 500 Å, when the thickness of the silicon-containing film is measured using an ellipsometer before and after exposing the silicon-containing film to an etching solution of 1% dilute hydrofluoric acid, the etching rate (Å/s) of the silicon-containing film expressed by the following Equation 2 may be 4.0 Å/s or less:
[식 2] 식각률(Å/s) = 식각 두께 변화량(ΔE, Å) / 30s[Formula 2] Etching rate (Å/s) = Etching thickness change (ΔE, Å) / 30s
상기 식각 두께 변화량(ΔE)은 하기 식 2-1로 표시될 수 있다:The above etching thickness change (ΔE) can be expressed by the following equation 2-1:
[식 2-1] 식각 두께 변화량(ΔE, Å) = EA - EB [Formula 2-1] Etching thickness change (ΔE, Å) = E A - E B
상기 식 2-1에서, In the above equation 2-1,
EA는 750℃에서 ALD에 의해 형성된 실리콘-함유 막의 초기 두께(Å)이고, E A is the initial thickness (Å) of the silicon-containing film formed by ALD at 750°C,
EB는 750℃에서 ALD에 의해 형성된 실리콘-함유 막을 1%의 묽은 HF 용액에 30초간 식각한 후 실리콘-함유 막의 두께(Å)이다.E B is the thickness (Å) of the silicon-containing film formed by ALD at 750°C after etching in a 1% dilute HF solution for 30 s.
상기 식 2에서 "s"는 초(second)를 의미한다.In the above equation 2, “s” means second.
상기 실리콘-함유 막은 상기 식 2로 표시되는 실리콘-함유 막의 식각률(Å/s)이 예를 들어 3.8 Å/s 이하, 3.5 Å/s 이하, 3.2 Å/s 이하, 3.0 Å/s 이하, 2.9 Å/s 미만, 2.8 Å/s 이하, 2.7 Å/s 이하, 2.6 Å/s 이하, 2.55 Å/s 이하, 2.51 Å/s 이하, 2.5 Å/s 이하, 2.45 Å/s 이하, 2.4 Å/s 이하, 2.2 Å/s 이하, 2.1 Å/s 이하, 2.0 Å/s 이하, 1.5 Å/s 이하, 1.0 Å/s 이하, 0.95 Å/s 이하, 0.5 Å/s 이하, 0.1 Å/s 이하, 0.05 Å/s 이하, 또는 0.03 Å/s 이하일 수 있다.The above silicon-containing film has an etching rate (Å/s) of the silicon-containing film represented by the above formula 2 of, for example, 3.8 Å/s or less, 3.5 Å/s or less, 3.2 Å/s or less, 3.0 Å/s or less, less than 2.9 Å/s, 2.8 Å/s or less, 2.7 Å/s or less, 2.6 Å/s or less, 2.55 Å/s or less, 2.51 Å/s or less, 2.5 Å/s or less, 2.45 Å/s or less, 2.4 Å/s or less, 2.2 Å/s or less, 2.1 Å/s or less, 2.0 Å/s or less, 1.5 Å/s or less, 1.0 Å/s or less, 0.95 Å/s or less, 0.5 Å/s or less, 0.1 Å/s below, 0.05 Å/s or less, or 0.03 Å/s or less.
구체적으로 상기 실리콘-함유 막은 상기 식 2로 표시되는 실리콘-함유 막의 식각률(Å/s)이 3.8 Å/s 내지 0.5 Å/s, 3.5 Å/s 내지 0.5 Å/s, 3.0 Å/s 내지 0.5Å/s, 2.8 Å/s 내지 0.5Å/s, 2.7 Å/s 내지 0.5Å/s, 2.6 Å/s 내지 0.5Å/s, 2.51 Å/s 내지 0.5 Å/s, 2.5 Å/s 내지 0.5 Å/s, 2.1 Å/s 내지 0.5 Å/s, 2.0 Å/s 내지 0.5 Å/s, 1.5 Å/s 내지 0.5 Å/s, 1.2 Å/s 내지 0.5 Å/s, 또는 1.0 Å/s 내지 0.5 Å/s일 수 있다.Specifically, the silicon-containing film has an etching rate (Å/s) of the silicon-containing film represented by the above formula 2 of 3.8 Å/s to 0.5 Å/s, 3.5 Å/s to 0.5 Å/s, 3.0 Å/s to 0.5 Å/s, 2.8 Å/s to 0.5 Å/s, 2.7 Å/s to 0.5 Å/s, 2.6 Å/s to 0.5 Å/s, 2.51 Å/s to 0.5 Å/s, 2.5 Å/s to 0.5 Å/s, 2.1 Å/s to 0.5 Å/s, 2.0 Å/s to 0.5 Å/s, 1.5 Å/s to 0.5 Å/s, 1.2 Å/s to 0.5 Å/s, or It can be between 1.0 Å/s and 0.5 Å/s.
상기 실리콘-함유 막이 상기 범위의 실리콘-함유 막의 식각률(Å/s)을 만족할 경우, 균일하고 치밀한 실리콘-함유 막을 형성하는 데에 유리할 수 있다.When the above silicon-containing film satisfies the etching rate (Å/s) of the silicon-containing film within the above range, it may be advantageous in forming a uniform and dense silicon-containing film.
아울러, 상기 실리콘-함유 막은 단차 피복성(step coverage)이 매우 우수할 수 있다.In addition, the silicon-containing film may have excellent step coverage.
구체적으로, 도 3과 같이, 단차가 있는 홈 패턴의 기판에 실리콘-함유 막을 증착한 후 투과전자현미경(TEM, Transmission Electron Microscope)을 이용하여 분석한 후, 아래 식 3과 같이 단차 피복성을 산출할 수 있다.Specifically, as shown in Fig. 3, after depositing a silicon-containing film on a substrate having a stepped groove pattern, the film is analyzed using a transmission electron microscope (TEM), and the step coverage can be calculated as shown in Equation 3 below.
[식 3] 단차 피복성(%) = B/A x 100 (%)[Formula 3] Step coverage (%) = B/A x 100 (%)
상기 식 3에서 In the above equation 3
A는 홈의 상단에서 측정한 두께(Å)이고, A is the thickness (Å) measured from the top of the home,
B는 홈의 하단(바닥)에서 측정한 두께(Å)이다.B is the thickness (Å) measured from the bottom (floor) of the home.
상기 실리콘-함유 막은 단차 피복성(%)이 예를 들어 80% 이상, 82% 이상, 85% 이상, 90% 이상, 92% 이상, 92.5% 이상, 92.9% 이상, 93% 이상, 95% 이상, 또는 96% 이상일 수 있다. 구체적인 예로서, 상기 실리콘-함유 막은 단차 피복성(%)이 80% 내지 99%, 85% 내지 99%, 또는 95% 내지 99%일 수 있다.The silicon-containing film can have a step coverage (%) of, for example, 80% or more, 82% or more, 85% or more, 90% or more, 92% or more, 92.5% or more, 92.9% or more, 93% or more, 95% or more, or 96% or more. As specific examples, the silicon-containing film can have a step coverage (%) of 80% to 99%, 85% to 99%, or 95% to 99%.
상기 실리콘-함유 막의 단차 피복성(%)이 상기 범위를 만족함으로써, 고 단차비 및 미세한 두께 조절이 용이하여, 디램(DRAM), 3차원 낸드(NAND) 플래시 메모리 등 다양한 반도체 소자를 제조하는 데 효과적으로 활용될 수 있다.Since the step coverage (%) of the above silicon-containing film satisfies the above range, it is easy to control a high step ratio and fine thickness, so that it can be effectively utilized in manufacturing various semiconductor devices such as DRAM and 3D NAND flash memory.
[실시예][Example]
이하 실시예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 이하의 실시예들은 본 발명을 예시하는 것일 뿐이며, 본 발명의 범위가 이들로 한정되지는 않는다.The present invention is described more specifically by the following examples. The following examples are intended only to illustrate the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.
<실시예 0> 클로로-(헥사메틸다이실릴)아미노-실란의 제조: [ClSiH2{N(SiMe3)2}] <Example 0> Preparation of chloro-(hexamethyldisilyl)amino-silane : [ClSiH 2 {N(SiMe 3 ) 2 }]
[화학식 0][Chemical formula 0]
20 L 둥근 바닥 플라스크에서, 노말부틸리튬 헥산용액(n-헥산에서, n-BuLi) 약 910.02g (2.5M, 약 3.267mol)을 무수 헥산 약 4,000mL와 혼합하였다. 헥사메틸다이실라잔(1,1,1,3,3,3-hexamethyldisilazane) 약 575.27g(약 3.564mol)을 약 -20℃ 부근에서 첨가한 후 교반하면서 실온까지 서서히 올린 뒤 4시간 동안 교반시켰다. 형성된 리튬(1,1,1,3,3,3-헥사메틸다이실라잔) 염에 다이클로로실란(dichlorosilane) 약 330g(약 3.267mol)을 -20℃ 내지 -10℃에서 천천히 첨가한 후 교반하면서 실온까지 서서히 온도를 올린 뒤 약 17시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후, 반응 중 생성된 염을 여과 과정을 통하여 제거하고 용매 및 휘발성 부 반응물은 감압 증류에 의해 제거하여 상기 화학식 0으로 표시되는 무색의 액체 화합물인 클로로-(헥사메틸다이실릴)아미노-실란[ClSiH2{N(SiHMe3)2}] 637g (수율: 95.00%)을 수득하였고, 이를 실시예 1 내지 5에 사용하였다.In a 20 L round bottom flask, about 910.02 g (2.5 M, about 3.267 mol) of normal butyl lithium hexane solution (n-BuLi in n-hexane) was mixed with about 4,000 mL of anhydrous hexane. About 575.27 g (about 3.564 mol) of hexamethyldisilazane (1,1,1,3,3,3-hexamethyldisilazane) was added at about -20°C, the temperature was gradually raised to room temperature with stirring, and the mixture was stirred for 4 hours. About 330 g (about 3.267 mol) of dichlorosilane was slowly added to the formed lithium (1,1,1,3,3,3-hexamethyldisilazane) salt at -20°C to -10°C, the temperature was gradually raised to room temperature with stirring, and the mixture was stirred for about 17 hours. After completion of the reaction, the salt generated during the reaction was removed through a filtration process, and the solvent and volatile by-products were removed by distillation under reduced pressure to obtain 637 g (yield: 95.00%) of chloro-(hexamethyldisilyl)amino-silane [ClSiH 2 {N(SiHMe 3 ) 2 }], a colorless liquid compound represented by the chemical formula 0, which was used in Examples 1 to 5.
1H-NMR(C6D6): δ 0.165 (N-Si-C H 3, s, 18H), δ 5.148 (Si- H 2, s, 2H) 1 H-NMR(C 6 D 6 ): δ 0.165 (N-Si-C H 3 , s, 18H), δ 5.148 (Si- H 2 , s, 2H)
<실시예 1> 피롤리디닐-(헥사메틸다이실릴)아미노-실란, 및 이를 포함하는 실리콘-함유 막 형성용 조성물의 제조: [(CH2CH2CH2CH2N)SiH2{N(SiMe3)2}] <Example 1> Preparation of pyrrolidinyl-(hexamethyldisilyl)amino-silane and a composition for forming a silicon-containing film comprising the same : [(CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 N)SiH 2 {N(SiMe 3 ) 2 }]
[화학식 1-1][Chemical Formula 1-1]
2 L 둥근 바닥 플라스크에서, 상기 실시예 0에서 수득한 클로로-(헥사메틸다이실릴)아미노-실란) 약 18.73g (약 0.083mol)을 무수 헥산 약 1,000mL와 혼합하였다. 피롤리딘(pyrrolidine) 약 12.97g(약 0.182mol)을 약 -20℃ 부근에서 첨가한 후 교반하면서 실온까지 서서히 올린 뒤 약 18시간 동안 교반시켰다. 반응 종료 후, 반응 중 생성된 염을 여과 과정을 통하여 제거하고 용매 및 휘발성 부 반응물은 감압 증류에 의해 제거하여 상기 화학식 1-1로 표시되는 무색의 액체 화합물인 피롤리디닐-(헥사메틸다이실릴)아미노-실란[(CH2CH2CH2CH2N)SiH2{N(SiMe3)2}] 75g (수율: 74.29%)을 수득하였고, 이를 막 형성용 조성물에 사용하였다.In a 2 L round bottom flask, about 18.73 g (about 0.083 mol) of chloro-(hexamethyldisilyl)amino-silane obtained in Example 0 was mixed with about 1,000 mL of anhydrous hexane. About 12.97 g (about 0.182 mol) of pyrrolidine was added at about -20°C, and the temperature was gradually raised to room temperature while stirring, and then stirred for about 18 hours. After completion of the reaction, the salt generated during the reaction was removed through a filtration process, and the solvent and volatile by-products were removed by distillation under reduced pressure to obtain 75 g (yield: 74.29%) of pyrrolidinyl-(hexamethyldisilyl)amino-silane [(CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 N)SiH 2 {N(SiMe 3 ) 2 }], a colorless liquid compound represented by the chemical formula 1-1, which was used in a film-forming composition.
b.p: 40℃ at 0.3 torr (223.4℃ at 760torr)b.p: 40℃ at 0.3 torr (223.4℃ at 760torr)
1H-NMR(C6D6): δ 0.268 (N-Si-C H 3, s, 18H), δ 1.509 (N-CH2-C H 2, m, 4H), δ 2.956 (N-C H 2-CH2, m, 4H), δ 4.983 (Si- H 2, s, 2H) 1 H-NMR(C 6 D 6 ): δ 0.268 (N-Si-C H 3 , s, 18H), δ 1.509 (N-CH 2 -C H 2 , m, 4H), δ 2.956 (NC H 2 -CH 2, m, 4H), δ 4.983 (Si- H 2 , s, 2H)
<실시예 2> 피페리디닐-(헥사메틸다이실릴)아미노-실란, 및 이를 포함하는 실리콘-함유 막 형성용 조성물의 제조: [(CH2CH2CH2CH2CH2N)SiH2{N(SiMe3)2}] <Example 2> Preparation of piperidinyl-(hexamethyldisilyl)amino-silane and a composition for forming a silicon-containing film containing the same : [(CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 N)SiH 2 {N(SiMe 3 ) 2 }]
[화학식 1-2][Chemical Formula 1-2]
피롤리딘(pyrrolidine) 대신 피페리딘(piperidine)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 상기 화학식 1-2로 표시되는 무색의 액체 화합물 피페리디닐-(헥사메틸다이실릴)아미노-실란 [(CH2CH2CH2CH2CH2N)SiH2{N(SiMe3)2}] 약 53.07g (수율: 약 95%)을 수득하였고, 이를 막 형성용 조성물에 사용하였다.Except for using piperidine instead of pyrrolidine, the same method as in Example 1 was performed to obtain about 53.07 g (yield: about 95%) of a colorless liquid compound piperidinyl-(hexamethyldisilyl)amino-silane represented by the chemical formula 1-2 [(CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 N)SiH 2 {N(SiMe 3 ) 2 }], which was used in a film-forming composition.
b.p: 87℃ at 5.5 torr (227.8℃ at 760torr)b.p: 87℃ at 5.5 torr (227.8℃ at 760torr)
1H-NMR(C6D6): δ 0.268 (N-Si-C H 3, s, 18H), δ 1.338 (N-CH2-C H 2-CH2, m, 4H), δ 1.432, 1.445 (N-CH2-CH2-C H 2, m, 2H), δ 2.848 (N-C H 2-CH2-CH2, t, 4H), δ 4.860 (Si- H 2, s, 2H) 1 H-NMR(C 6 D 6 ): δ 0.268 (N-Si-C H 3 , s, 18H), δ 1.338 (N-CH 2 -C H 2 -CH 2 , m, 4H), δ 1.432, 1.445 (N-CH 2 -CH 2 -C H 2, m, 2H), δ 2.848 (NC H 2 -CH 2 -CH 2, t, 4H), δ 4.860 (Si- H 2 , s, 2H)
<실시예 3> 다이메틸아미노-(헥사메틸다이실릴)아미노-실란, 및 이를 포함하는 실리콘-함유 막 형성용 조성물의 제조: [{(CH3)2N}SiH2{N(SiMe3)2}] <Example 3> Preparation of dimethylamino-(hexamethyldisilyl)amino-silane and a composition for forming a silicon-containing film containing the same : [{(CH 3 ) 2 N}SiH 2 {N(SiMe 3 ) 2 }]
[화학식 1-8][Chemical Formula 1-8]
피롤리딘(pyrrolidine) 대신 다이메틸아민(dimethylamine)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 상기 화학식 1-8로 표시되는 무색의 액체 화합물 다이메틸아미노-(헥사메틸다이실릴)아미노-실란 [{(CH3)2N}SiH2{N(SiMe3)2}] 약 40.0g (수율: 약 85%)을 수득하였고, 이를 막 형성용 조성물에 사용하였다.A colorless liquid compound represented by the chemical formula 1-8, dimethylamino-(hexamethyldisilyl)amino-silane [{(CH 3 ) 2 N}SiH 2 {N(SiMe 3 ) 2 }], was obtained in the same manner as in Example 1 except that dimethylamine was used instead of pyrrolidine (yield: about 85%), which was used in a film-forming composition.
b.p: 69℃ at 13 torr (186.5℃ at 760torr)b.p: 69℃ at 13 torr (186.5℃ at 760torr)
1H-NMR(C6D6): δ 0.242 (N-Si-C H 3, s, 18H), δ 2.407 (N-C H 3, s, 6H), δ 4.837 (Si- H 2, s, 2H) 1 H-NMR(C 6 D 6 ): δ 0.242 (N-Si-C H 3 , s, 18H), δ 2.407 (NC H 3 , s, 6H), δ 4.837 (Si- H 2, s, 2H)
<실시예 4> 에틸메틸아미노-(헥사메틸다이실릴)아미노-실란, 및 이를 포함하는 실리콘-함유 막 형성용 조성물의 제조: [{(CH3CH2)(CH3)N}SiH2{N(SiMe3)2}] <Example 4> Preparation of ethylmethylamino-(hexamethyldisilyl)amino-silane and a composition for forming a silicon-containing film containing the same : [{(CH 3 CH 2 )(CH 3 )N}SiH 2 {N(SiMe 3 ) 2 }]
[화학식 1-9][Chemical Formula 1-9]
피롤리딘(pyrrolidine) 대신 에틸메틸아민(ethylmethylamine)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 상기 화학식 1-9로 표시되는 무색의 액체 화합물 에틸메틸아미노-(헥사메틸다이실릴)아미노-실란 [{(CH3CH2)(CH3)N}SiH2{N(SiMe3)2}] 약 175.12g (수율: 약 79.6%)을 수득하였고, 이를 막 형성용 조성물에 사용하였다.A colorless liquid compound represented by the chemical formula 1-9, ethylmethylamino-(hexamethyldisilyl)amino-silane [{(CH 3 CH 2 )(CH 3 )N}SiH 2 {N(SiMe 3 ) 2 }], was obtained in the same manner as in Example 1, except that ethylmethylamine was used instead of pyrrolidine, in an amount of about 175.12 g (yield: about 79.6%), which was used in a film-forming composition.
b.p: 68℃ at 9 torr (192.1℃ at 760torr)b.p: 68℃ at 9 torr (192.1℃ at 760torr)
1H-NMR(C6D6): δ 0.255 (N-Si-C H 3, s, 18H), δ 0.973 (N-CH2-C H 3, t, 3H), δ 2.417 (N-C H 3, s, 3H) 2.785 2.767 (N-C H 2-CH3, q, 2H), δ 4.873 (Si- H 2, s, 2H) 1 H-NMR(C 6 D 6 ): δ 0.255 (N-Si-C H 3 , s, 18H), δ 0.973 (N-CH 2 -C H 3 , t, 3H), δ 2.417 (NC H 3 , s, 3H) 2.785 2.767 (NC H 2 -CH 3 , q, 2H), δ 4.873 (Si- H 2, s, 2H)
<실시예 5> 다이에틸아미노-(헥사메틸다이실릴)아미노-실란, 및 이를 포함하는 실리콘-함유 막 형성용 조성물의 제조: [{(CH3CH2)2N}SiH2{N(SiMe3)2}] <Example 5> Preparation of diethylamino-(hexamethyldisilyl)amino-silane and a composition for forming a silicon-containing film containing the same : [{(CH 3 CH 2 ) 2 N}SiH 2 {N(SiMe 3 ) 2 }]
[화학식 1-10][Chemical Formula 1-10]
피롤리딘(pyrrolidine) 대신 다이에틸아민(diethylamine)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 상기 화학식 1-10로 표시되는 무색의 액체 화합물 다이에틸아미노-(헥사메틸다이실릴)아미노-실란 [{(CH3CH2)2N}SiH2{N(SiMe3)2}] 약 41.6g (수율: 약 79.5%)을 수득하였고, 이를 막 형성용 조성물에 사용하였다.A colorless liquid compound diethylamino-(hexamethyldisilyl)amino-silane [{(CH 3 CH 2 ) 2 N}SiH 2 { N (SiMe 3 ) 2 }] represented by the chemical formula 1-10 was obtained in the same manner as in Example 1 except that diethylamine was used instead of pyrrolidine (about 41.6 g (yield: about 79.5%), which was used in a film-forming composition.
b.p: 75℃ at 6 torr (210℃ at 760torr)b.p: 75℃ at 6 torr (210℃ at 760torr)
1H-NMR(C6D6): δ 0.266 (N-Si-C H 3, s, 18H), δ 0.979 (N-CH2-C H 3, t, 6H), δ 2.854 2.837 (N-C H 2-CH3, q, 4H), δ 4.891 (Si- H 2, s, 2H) 1 H-NMR(C 6 D 6 ): δ 0.266 (N-Si-C H 3 , s, 18H), δ 0.979 (N-CH 2 -C H 3 , t, 6H), δ 2.854 2.837 (NC H 2 -CH 3, q, 4H), δ 4.891 (Si- H 2, s, 2H)
비교예 1Comparative Example 1
트리스(디메틸아미노)실란(tris(dimethylamino)silane, 3DMAS 또는 TDMAS) [SiH(NMe2)3](㈜유피케미칼 제품)을 사용하였다.Tris(dimethylamino)silane (3DMAS or TDMAS) [SiH( NMe2 ) 3 ] (product of U-P Chemical Co., Ltd.) was used.
비교예 2Comparative Example 2
피롤리디닐-(테트라메틸다이실릴)아미노-실란, 및 이를 포함하는 실리콘-함유 막 형성용 조성물의 제조: [(CH2CH2CH2CH2N)SiH2{N(SiHMe2)2}] Preparation of pyrrolidinyl-(tetramethyldisilyl)amino-silane and a composition for forming a silicon-containing film comprising the same : [(CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 N)SiH 2 {N(SiHMe 2 ) 2 }]
[화학식 1-11][Chemical Formula 1-11]
헥사메틸다이실라잔(1,1,1,3,3,3-hexamethyldisilazane) 대신 테트라메틸다이실라잔(1,1,3,3-tetramethyldisilazane)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 상기 화학식 1-11로 표시되는 무색의 액체 화합물 피롤리디닐-(테트라메틸다이실릴)아미노-실란 [(CH2CH2CH2CH2N)SiH2{N(SiHMe2)2}] 약 38g (수율: 약 65%)을 수득하였고, 이를 막 형성용 조성물에 사용하였다.Except that tetramethyldisilazane (1,1,3,3-tetramethyldisilazane) was used instead of hexamethyldisilazane (1,1,1,3,3,3-hexamethyldisilazane), the same method as in Example 1 was repeated to obtain about 38 g (yield: about 65%) of a colorless liquid compound pyrrolidinyl-(tetramethyldisilyl)amino-silane [(CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 N)SiH 2 {N(SiHMe 2 ) 2 }] represented by the chemical formula 1-11, which was used in a film-forming composition.
b.p: 32℃ at 0.3 torr (210.3℃ at 760torr)b.p: 32℃ at 0.3 torr (210.3℃ at 760torr)
1H-NMR(C6D6): δ 0.265, 0.273 (N-Si-C H 3, d, 12H), δ 1.502 (N-CH2-C H 2, m, 4H), δ 2.973 (N-C H 2, m, 4H), δ 4.827 (N-Si- H , m, 2H), δ 4.981 (Si- H 2, s, 2H) 1 H-NMR(C 6 D 6 ): δ 0.265, 0.273 (N-Si-C H 3 , d, 12H), δ 1.502 (N-CH 2 -C H 2 , m, 4H), δ 2.973 (NC H 2, m, 4H), δ 4.827 (N-Si- H , m, 2H), δ 4.981 (Si- H 2 , s, 2H)
[실험예] [Experimental example]
<실험예 1> 실리콘 전구체 화합물을 포함하는 실리콘-함유 막 형성용 조성물의 고온에서의 증착 특성 분석 <Experimental Example 1> Analysis of high-temperature deposition characteristics of a composition for forming a silicon-containing film containing a silicon precursor compound
실시예 1, 3 및 비교예 1, 2의 실리콘 전구체 화합물을 포함하는 실리콘-함유 막 형성용 조성물, 및 반응 기체인 오존(O3)을 사용하여 ALD에 의해 실리콘-함유 막을 형성하였다.A silicon-containing film was formed by ALD using a composition for forming a silicon-containing film including the silicon precursor compounds of Examples 1 and 3 and Comparative Examples 1 and 2, and ozone (O 3 ) as a reaction gas.
우선, 황산(H2SO4)과 과산화수소(H2O2)를 4:1로 혼합한 피라나(Piranha) 용액에 실리콘 기판을 약 10 분 동안 담갔다가 꺼낸 후 묽은 HF 수용액에 2 분 동안 담가 순수한 표면을 형성한 실리콘 기판에 ALD로 실리콘-함유 산화막을 형성하였다. First, a silicon substrate was immersed in a Piranha solution containing sulfuric acid ( H2SO4 ) and hydrogen peroxide ( H2O2 ) in a 4:1 ratio for about 10 minutes, then taken out and immersed in a dilute HF aqueous solution for 2 minutes to form a pure surface. A silicon-containing oxide film was formed on the silicon substrate by ALD.
실시예 1, 3 및 비교예 1, 2의 실리콘 전구체 화합물을 포함하는 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 스테인리스 스틸 재질의 용기에 담아 상온 또는 가열하여 사용하였으며, 비교예 1은 가열없이 상온에서 실시예 1, 3 및 비교예 2는 60℃로 가열하여 사용하였다. 반응기의 공정 압력은 4 torr로 하여, 아르곤(Ar) 운반 기체를 약 200 sccm의 유속으로 흘려서 상기 막 형성용 조성물을 기체 상태로 반응 챔버로 공급하였다.The compositions for forming a silicon-containing film including the silicon precursor compounds of Examples 1 and 3 and Comparative Examples 1 and 2 were placed in a stainless steel container and used at room temperature or after heating. Comparative Example 1 was used at room temperature without heating, and Examples 1, 3 and Comparative Example 2 were used after heating to 60°C. The process pressure of the reactor was set to 4 torr, and argon (Ar) carrier gas was flowed at a flow rate of about 200 sccm to supply the film-forming composition in a gaseous state to the reaction chamber.
각각의 실리콘-함유 산화막의 증착 특성을 확인하기 위하여, 약 3초 동안 막 형성용 조성물을 기체 상태로 공급 → 약 10초 동안 아르곤(Ar) 기체를 공급하여 반응기 내에 잔류하는 막 형성용 조성물(기체)를 제거 → 약 5초 동안 반응 기체로서 오존(O3)을 공급 → 약 10초 동안 아르곤(Ar) 기체를 공급하여 반응기 내에 잔류하는 오존(O3) 기체를 제거하는 단계로 이루어진 기체 공급 주기를 100회 반복하여 실리콘-함유 산화막을 형성하였다. In order to confirm the deposition characteristics of each silicon-containing oxide film, a silicon-containing oxide film was formed by repeating the gas supply cycle 100 times, in which a film-forming composition was supplied in a gaseous state for about 3 seconds → argon (Ar) gas was supplied for about 10 seconds to remove the film-forming composition (gas) remaining in the reactor → ozone (O 3 ) was supplied as a reaction gas for about 5 seconds → argon (Ar) gas was supplied for about 10 seconds to remove the ozone (O 3 ) gas remaining in the reactor.
상기 실시예 및 비교예의 방법에 의해 제조된 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 이용하여 형성된 각 산화막의 두께를 엘립소미터(J.A. Woollam, M-2000)를 사용하여 측정하였다. The thickness of each oxide film formed using the silicon-containing film-forming composition manufactured by the method of the above examples and comparative examples was measured using an ellipsometer (J.A. Woollam, M-2000).
이후, 상기 측정된 두께를 기체 공급 주기 횟수(100회)로 나누어 ALD 기체 공급 주기 당 막 성장(GPC)를 측정하였다. Thereafter, the measured thickness was divided by the number of gas supply cycles (100 times) to measure the film growth per ALD gas supply cycle (GPC).
구체적으로, 600℃ 내지 850℃의 온도(공정 온도)에 따른 ALD 기체 공급 주기 당 막 성장(GPC)을 측정하였고, 그 결과를 도 1 과 표 1에 나타내었다.Specifically, film growth (GPC) per ALD gas supply cycle was measured at temperatures (process temperatures) of 600°C to 850°C, and the results are shown in Fig. 1 and Table 1.
온도
(℃)Deposition
temperature
(℃)
상기 표 1 및 도 1에서 볼 수 있듯이, 실시예 1 및 3의 실리콘 전구체 화합물을 포함하는 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 이용하여 600℃ 이상의 고온에서 ALD를 수행하는 경우, 비교예 1 및 2의 실리콘 전구체 화합물을 포함하는 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 이용한 경우에 비하여 600℃ 이상 850℃의 비교적 높은 온도까지 GPC가 일정한 것을 알 수 있었다.As can be seen in Table 1 and FIG. 1, when performing ALD at a high temperature of 600°C or higher using the silicon-containing film-forming compositions including the silicon precursor compounds of Examples 1 and 3, it was found that GPC was constant up to a relatively high temperature of 600°C or higher and 850°C, compared to the case where the silicon-containing film-forming compositions including the silicon precursor compounds of Comparative Examples 1 and 2 were used.
구체적으로, 비교예 1의 실리콘 전구체 화합물을 포함하는 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 이용한 경우, 약 700℃부터 ALD 기체 공급 주기 당 막 성장(GPC)이 증가하고, 비교예 2의 실리콘 전구체 화합물을 포함하는 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 이용한 경우, 약 650℃부터 ALD 기체 공급 주기 당 막 성장(GPC)이 증가하는 반면, 실시예 1 및 3의 실리콘 전구체 화합물을 포함하는 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 이용한 경우, 800℃ 또는 850℃의 고온에서도 ALD 기체 공급 주기 당 막 성장(GPC)이 일정한 것을 확인할 수 있었다. 이로부터 본 발명의 실시예의 실리콘 전구체 화합물을 포함하는 실리콘-함유 막 형성용 조성물이 600℃ 내지 800℃ 또는 850℃의 고온에서 GPC가 일정하고, 자기 제한적(self-limiting) 막 성장 특성을 나타내기 때문에 고온 ALD 공정에 적합한 전구체임을 확인할 수 있다.Specifically, when the silicon-containing film-forming composition including the silicon precursor compound of Comparative Example 1 was used, the film growth (GPC) per ALD gas supply cycle increased from about 700°C, and when the silicon-containing film-forming composition including the silicon precursor compound of Comparative Example 2 was used, the film growth (GPC) per ALD gas supply cycle increased from about 650°C, whereas when the silicon-containing film-forming composition including the silicon precursor compounds of Examples 1 and 3 were used, the film growth (GPC) per ALD gas supply cycle was constant even at a high temperature of 800°C or 850°C. From this, it can be confirmed that the silicon-containing film-forming composition including the silicon precursor compound of the examples of the present invention is a precursor suitable for a high-temperature ALD process because it exhibits a constant GPC and self-limiting film growth characteristics at high temperatures of 600°C to 800°C or 850°C.
<실험예 2> 고온 증착된 실리콘-함유 산화막의 물리적 특성 분석 <Experimental Example 2> Analysis of physical properties of high-temperature deposited silicon-containing oxide film
실시예 1, 3 및 비교예 1의 실리콘 전구체 화합물을 포함하는 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 사용하여 750℃에서 평판 웨이퍼에 각각 ALD 기체 공급 주기를 조절하여 동일한 두께로 형성한 SiO2 막의 물리적, 화학적 특성을 분석하였다.The physical and chemical properties of SiO 2 films formed at the same thickness on a flat wafer at 750° C. by controlling the ALD gas supply cycle using a composition for forming a silicon-containing film including the silicon precursor compounds of Examples 1, 3 and Comparative Example 1 were analyzed.
구체적으로 SiO2 막의 수축률(shrinkage) 및 식각률(WER, wet etch rate, Å/s)을 측정하였다. SiO2 막의 두께는 엘립소미터(J.A. Woollam, M-2000)를 사용하여 측정하였다. Specifically, the shrinkage and wet etch rate (WER, Å/s) of the SiO 2 film were measured. The thickness of the SiO 2 film was measured using an ellipsometer (JA Woollam, M-2000).
750℃에서 평판 웨이퍼에 각각 ALD 기체 공급 주기를 조절하여 하기 표 2와 같이 초기 두께 약 100 Å로 형성한 실리콘-함유 막(SiO2 막)의 두께와, 아르곤(Ar) 분위기에서 750℃에서 60분 동안 열처리(anneal)한 후 실리콘-함유 막(SiO2 막)의 두께를 비교하여 하기 식 1의 수축률(shrinkage)을 계산하였다. The thickness of a silicon-containing film (SiO 2 film) formed with an initial thickness of approximately 100 Å on a flat wafer at 750°C by controlling the ALD gas supply cycle as shown in Table 2 below was compared with the thickness of a silicon-containing film (SiO 2 film) after annealing at 750°C for 60 minutes in an argon (Ar) atmosphere, and the shrinkage using Equation 1 below was calculated.
[식 1] 수축률(S750, %) = × 100[Formula 1] Shrinkage rate (S 750 , %) = × 100
상기 식 1에서,In the above equation 1,
A는 750℃에서 ALD에 의해 형성된 실리콘-함유 막의 초기 두께(Å)이고, A is the initial thickness (Å) of the silicon-containing film formed by ALD at 750°C,
B는 750℃에서 ALD에 의해 형성된 실리콘-함유 막을 750℃에서 아르곤(Ar) 분위기에서 60분 동안 체류 후의 실리콘-함유 막의 두께(Å)이다.B is the thickness (Å) of the silicon-containing film formed by ALD at 750°C after 60 minutes in an argon (Ar) atmosphere at 750°C.
그 결과를 표 2에 나타내었다.The results are shown in Table 2.
상기 표 2에서 알 수 있듯이, 실시예 1 및 3의 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 이용하여 증착된 실리콘-함유 산화막(SiO2 막)의 수축률은 3.34% 및 2.36%인데 반해, 비교예 1의 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 이용하여 증착된 실리콘-함유 산화막의 수축률은 6.40%였다. 이와 같이, 실시예 1 및 3의 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 이용하여 증착된 실리콘-함유 산화막이 비교예 1의 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 이용하여 증착된 실리콘-함유 산화막에 비해 고온에서의 막 수축률이 더 낮았다.As can be seen in Table 2 above, the shrinkage rates of the silicon-containing oxide films (SiO 2 films) deposited using the silicon-containing film-forming compositions of Examples 1 and 3 were 3.34% and 2.36%, respectively, whereas the shrinkage rate of the silicon-containing oxide film deposited using the silicon-containing film-forming composition of Comparative Example 1 was 6.40%. As such, the silicon-containing oxide films deposited using the silicon-containing film-forming compositions of Examples 1 and 3 had lower film shrinkage rates at high temperatures than the silicon-containing oxide films deposited using the silicon-containing film-forming composition of Comparative Example 1.
한편, 750℃에서 평판 웨이퍼에 각각 ALD 기체 공급 주기를 조절하여 하기 표 3과 같이 초기 두께 약 500Å 두께로 형성한 실리콘-함유 막(SiO2 막)을 1%의 묽은 HF 용액에 30초간 식각하고 두께 변화를 측정하여 하기 식 2의 식각률(WER, wet etch rate, Å/s)을 계산하였다. Meanwhile, a silicon-containing film (SiO 2 film) was formed with an initial thickness of approximately 500 Å on a flat wafer at 750°C by controlling the ALD gas supply cycle as shown in Table 3 below, and was etched in a 1% dilute HF solution for 30 seconds, and the thickness change was measured to calculate the etching rate (WER, wet etch rate, Å/s) using Equation 2 below.
[식 2] 식각률(Å/s) = 식각 두께 변화량(ΔE, Å) / 30s[Formula 2] Etching rate (Å/s) = Etching thickness change (ΔE, Å) / 30s
상기 식각 두께 변화량(ΔE)은 하기 식 2-1로 표시될 수 있다:The above etching thickness change (ΔE) can be expressed by the following equation 2-1:
[식 2-1] 식각 두께 변화량(ΔE, Å) = EA - EB [Formula 2-1] Etching thickness change (ΔE, Å) = E A - E B
상기 식 2-1에서, In the above equation 2-1,
EA는 750℃에서 ALD에 의해 형성된 실리콘-함유 막의 초기 두께(Å)이고, E A is the initial thickness (Å) of the silicon-containing film formed by ALD at 750°C,
EB는 750℃에서 ALD에 의해 형성된 실리콘-함유 막을 1%의 묽은 HF 용액에 30초간 식각한 후 실리콘-함유 막의 두께(Å)이다.E B is the thickness (Å) of the silicon-containing film formed by ALD at 750°C after etching in a 1% dilute HF solution for 30 s.
상기 식 2에서 "s"는 초(second)를 의미한다.In the above equation 2, “s” means second.
그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.The results are shown in Table 3 below.
상기 표 3에서 알 수 있듯이, 실시예 3의 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 이용하여 증착된 실리콘-함유 산화막(SiO2 막)의 식각률은 2.51 Å/s인데 반해, 비교예 1의 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 이용하여 증착된 실리콘-함유 산화막의 식각률은 2.90 Å/s로서 실시예 3의 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 이용하여 형성한 실리콘-함유 산화막의 식각률(Å/s)이 감소한 것을 확인하였다.As can be seen in Table 3 above, the etching rate of the silicon-containing oxide film (SiO 2 film) deposited using the silicon-containing film-forming composition of Example 3 was 2.51 Å/s, whereas the etching rate of the silicon-containing oxide film deposited using the silicon-containing film-forming composition of Comparative Example 1 was 2.90 Å/s, confirming that the etching rate (Å/s) of the silicon-containing oxide film formed using the silicon-containing film-forming composition of Example 3 decreased.
한편, 상기 실리콘-함유 산화막의 불순물을 확인하기 위해, 상기 실리콘-함유 산화막의 2차 이온 질량 분석법(SIMS, Secondary Ion Mass Spectrometry) 을 측정하였다.Meanwhile, in order to confirm the impurities in the silicon-containing oxide film, secondary ion mass spectrometry (SIMS) of the silicon-containing oxide film was measured.
도 2는 본 발명의 실시예 3 및 비교예 1의 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 이용하여 750℃에서 증착된 실리콘-함유 산화막의 2차 이온 질량 분석법(SIMS, Secondary Ion Mass Spectrometry)의 결과를 나타낸 그래프이다.FIG. 2 is a graph showing the results of secondary ion mass spectrometry (SIMS) of a silicon-containing oxide film deposited at 750° C. using the silicon-containing film-forming compositions of Example 3 and Comparative Example 1 of the present invention.
비교예 1 및 실시예 3의 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 이용하여 증착된 실리콘-함유 산화막의 불순물을 확인하기 위해 약 100 Å로 증착된 실리콘-함유 산화막을 SIMS로 탄소(C) 성분을 분석하였다.To confirm the impurities in the silicon-containing oxide film deposited using the silicon-containing film forming compositions of Comparative Example 1 and Example 3, the carbon (C) component of the silicon-containing oxide film deposited to about 100 Å was analyzed using SIMS.
그 결과, 탄소 성분의 함량이 비교예 1 보다 실시예 3은 약 40.6% 감소한 것으로 나타났으며, 탄소 성분이 100 Counts 미만의 순수한 실리콘-함유 산화막이 형성되었음을 확인할 수 있었다. As a result, it was found that the content of carbon components was reduced by about 40.6% in Example 3 compared to Comparative Example 1, and it was confirmed that a pure silicon-containing oxide film with less than 100 Counts of carbon components was formed.
도 3은 본 발명의 실시예 1, 3 및 비교예 1의 실리콘-함유 막 형성용 조성물과 오존(O3)을 사용한 ALD로 750℃에서 깊은 홈 패턴이 있는 기판에 형성한 실리콘-함유 산화막의 투과전자현미경(TEM, Transmission Electron Microscope) 이미지이다. 도 3에 표시한 부분에서 측정한 실리콘-함유 산화막의 두께를 표 4에 나타내었다. FIG. 3 is a transmission electron microscope (TEM) image of a silicon-containing oxide film formed on a substrate having a deep groove pattern at 750° C. by ALD using the silicon-containing film-forming compositions of Examples 1 and 3 and Comparative Example 1 of the present invention and ozone (O 3 ). The thicknesses of the silicon-containing oxide films measured at the portions indicated in FIG. 3 are shown in Table 4.
상기 표 4에서 확인할 수 있는 바와 같이, 실시예 1, 3 및 비교예 1의 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 단차가 있는 기판에 증착 후 TEM을 이용하여 분석한 결과, 실시예 1 및 3의 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 이용하여 증착된 실리콘-함유 산화막의 단차 피복성(%)이 각각 각각 96.6, 97.8%인데 반해, 비교예 1의 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 이용하여 증착된 실리콘-함유 산화막의 단차 피복성(%)은 84.3%로, 실시예 1 및 3의 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 이용하여 형성한 실리콘-함유 산화막의 단차 피복성이 비교예 1의 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 이용하여 형성한 실리콘-함유 산화막의 단차 피복성보다 월등하게 우수하다는 것을 알 수 있었다.As can be confirmed in Table 4 above, when the silicon-containing film-forming compositions of Examples 1, 3 and Comparative Example 1 were deposited on a substrate with steps and analyzed using TEM, the step coverage (%) of the silicon-containing oxide films deposited using the silicon-containing film-forming compositions of Examples 1 and 3 was 96.6 and 97.8%, respectively, whereas the step coverage (%) of the silicon-containing oxide film deposited using the silicon-containing film-forming composition of Comparative Example 1 was 84.3%, showing that the step coverage of the silicon-containing oxide films formed using the silicon-containing film-forming compositions of Examples 1 and 3 was far superior to the step coverage of the silicon-containing oxide film formed using the silicon-containing film-forming composition of Comparative Example 1.
도 4는 본 발명의 실시예 3 및 비교예 1의 실리콘-함유 막 형성용 조성물과 오존(O3)을 사용한 ALD로 650℃에서 깊은 홈 패턴이 있는 기판에 형성한 실리콘-함유 산화막의 투과전자현미경(TEM, Transmission Electron Microscope) 이미지이다. 도 4에 표시한 부분에서 측정한 실리콘-함유 산화막의 두께를 표 5에 나타내었다. FIG. 4 is a transmission electron microscope (TEM) image of a silicon-containing oxide film formed at 650° C. on a substrate having a deep groove pattern using the silicon-containing film-forming composition of Example 3 and Comparative Example 1 of the present invention and ozone (O 3 ) by ALD. The thicknesses of the silicon-containing oxide films measured at the portions indicated in FIG. 4 are shown in Table 5.
상기 표 5에서 확인할 수 있는 바와 같이, 실시예 3 및 비교예 1의 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 단차가 있는 기판에 증착 후 TEM을 이용하여 분석한 결과, 실시예 3의 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 이용하여 증착된 실리콘-함유 산화막의 단차 피복성(%)이 99.8%인데 반해, 비교예 1의 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 이용하여 증착된 실리콘-함유 산화막의 단차 피복성(%)은 91.4%로, 실시예 3의 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 이용하여 형성한 실리콘-함유 산화막의 단차 피복성이 비교예 1의 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 이용하여 형성한 실리콘-함유 산화막의 단차 피복성보다 월등하게 우수하다는 것을 알 수 있었다.As can be confirmed in Table 5 above, when the silicon-containing film-forming compositions of Example 3 and Comparative Example 1 were deposited on a substrate with steps and analyzed using TEM, the step coverage (%) of the silicon-containing oxide film deposited using the silicon-containing film-forming composition of Example 3 was 99.8%, whereas the step coverage (%) of the silicon-containing oxide film deposited using the silicon-containing film-forming composition of Comparative Example 1 was 91.4%, showing that the step coverage of the silicon-containing oxide film formed using the silicon-containing film-forming composition of Example 3 was far superior to the step coverage of the silicon-containing oxide film formed using the silicon-containing film-forming composition of Comparative Example 1.
화학식 1-1 및 1-8의 실리콘 화합물뿐만이 아니라 화학식 1의 다른 실리콘 화합물을 포함하는 조성물을 이용하여 600℃ 이상의 온도에서 형성한 실리콘-함유 산화막에 대해서도 비교예 1의 조성물을 이용하여 형성한 실리콘-함유 산화막보다 수축률, 식각률, 막의 탄소 성분 함량, 단차피복성이 우수할 것을 기대할 수 있다.It can be expected that the silicon-containing oxide film formed at a temperature of 600°C or higher using a composition including not only the silicon compounds of Chemical Formulas 1-1 and 1-8 but also other silicon compounds of Chemical Formula 1 will have superior shrinkage rate, etching rate, carbon component content of the film, and step coverage than the silicon-containing oxide film formed using the composition of Comparative Example 1.
종합적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 전구체 화합물을 포함하는 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 이용한 실리콘-함유 막의 형성 방법에 따르면, ALD에 의해 실리콘-함유 막으로 용이하게 증착시킬 수 있음은 물론, 막의 두께 및 조성을 정확히 제어할 수 있고, 복잡한 형상의 기판에서도 우수한 피복성 및 균일한 막을 형성할 수 있었다.In summary, according to the method for forming a silicon-containing film using a composition for forming a silicon-containing film including a silicon precursor compound according to one embodiment of the present invention, not only can a silicon-containing film be easily deposited by ALD, but the thickness and composition of the film can be precisely controlled, and a film with excellent coverage and uniformity can be formed even on a substrate of complex shape.
특히, 본 발명의 실리콘 전구체 화합물을 포함하는 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 이용한 실리콘-함유 막의 형성 방법에 따르면, 증착 시 600℃ 내지 850℃의 고온에서 원하는 두께의 막을 얻을 수 있으며, 이로 인해 얻은 실리콘-함유 산화막은 단차 피복성, 수축률 및 식각률 등의 물리적 특성이 비교예 1의 실리콘 전구체 화합물을 포함하는 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 이용한 실리콘-함유 산화막에 비해 현저히 개선되었음을 알 수 있다.In particular, according to the method for forming a silicon-containing film using the composition for forming a silicon-containing film including the silicon precursor compound of the present invention, a film having a desired thickness can be obtained at a high temperature of 600° C. to 850° C. during deposition, and it can be seen that the physical properties of the silicon-containing oxide film thus obtained, such as step coverage, shrinkage rate, and etching rate, are significantly improved compared to the silicon-containing oxide film using the composition for forming a silicon-containing film including the silicon precursor compound of Comparative Example 1.
Claims (15)
버블링(bubbling) 방식, 액체 공급 시스템(liquid delivery system, LDS) 방식, 기체 유량 제어(vapor flow control, VFC) 방식, 및 바이패스(bypass) 방식으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 방식을 이용하여 상기 실리콘 전구체 화합물을 반응 챔버 내로 공급하는 단계를 포함하며,
상기 반응 챔버 내로 공급하는 단계는 0.1 torr 내지 10 torr 및 상온 내지 150℃의 온도 범위에서 운송 기체 또는 희석 기체를 사용하여 수행되며,
상기 운송기체 또는 희석 기체로는 아르곤(Ar), 질소(N2), 헬륨(He) 및 수소(H2)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 기체를 사용하는, 실리콘-함유 막의 형성 방법:
[화학식 1]
상기 화학식 1에서,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 및 선형 또는 분지형의 C1-C4 알킬기로 구성된 군으로부터 선택되거나, 또는
R1 및 R2는 서로 직접 또는 간접적으로 연결되어 치환 또는 비치환된 C4-C9 고리형 그룹을 형성하고, 여기서 상기 C4-C9 고리형 그룹은 1개 또는 2개의 질소(N) 및 0개 내지 2개의 산소(O)를 포함한다.
A step of depositing a silicon-containing film at 600° C. or higher using a composition for forming a silicon-containing film including a silicon precursor compound represented by the following chemical formula 1,
A step of supplying the silicon precursor compound into the reaction chamber using a method including at least one selected from the group consisting of a bubbling method, a liquid delivery system (LDS) method, a vapor flow control (VFC) method, and a bypass method,
The step of supplying into the above reaction chamber is performed using a carrier gas or dilution gas in a temperature range of 0.1 torr to 10 torr and room temperature to 150°C,
A method for forming a silicon-containing film, wherein the carrier gas or diluting gas comprises at least one gas selected from the group consisting of argon (Ar), nitrogen (N 2 ), helium (He), and hydrogen (H 2 ).
[Chemical Formula 1]
In the above chemical formula 1,
R 1 and R 2 are each independently selected from the group consisting of hydrogen and linear or branched C 1 -C 4 alkyl groups, or
R 1 and R 2 are directly or indirectly linked to each other to form a substituted or unsubstituted C 4 -C 9 cyclic group, wherein the C 4 -C 9 cyclic group contains 1 or 2 nitrogens (N) and 0 to 2 oxygens (O).
상기 실리콘 전구체 화합물이 하기 화학식으로 표시되는 화합물로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는, 실리콘-함유 막의 형성 방법:
, , , , , , , , , 및 .
In paragraph 1,
A method for forming a silicon-containing film, wherein the silicon precursor compound comprises at least one selected from the group consisting of compounds represented by the following chemical formula:
, , , , , , , , , and .
상기 실리콘-함유 막은 600℃ 내지 850℃의 온도에서 화학기상 증착법(Chemical Vapor Deposition, CVD) 또는 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition, ALD)에 의해 형성되는, 실리콘-함유 막의 형성 방법.
In the first paragraph,
A method for forming a silicon-containing film, wherein the silicon-containing film is formed by chemical vapor deposition (CVD) or atomic layer deposition (ALD) at a temperature of 600°C to 850°C.
상기 실리콘-함유 막 형성용 조성물을 이용하여 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition, ALD)에 의해 SiO2 막을 형성할 때, 600℃ 내지 850℃의 온도 구간에서 ALD 기체 공급 주기 당 막 성장이 1.5 내지 4.5 Å/cycle인, 실리콘-함유 막의 형성 방법.
In paragraph 1,
A method for forming a silicon-containing film, wherein when forming a SiO 2 film by atomic layer deposition (ALD) using the composition for forming the silicon-containing film, the film growth per ALD gas supply cycle is 1.5 to 4.5 Å/cycle in a temperature range of 600°C to 850°C.
상기 증착 시, 열에너지 또는 플라즈마를 이용하거나, 기판 상에 바이어스를 인가하는, 실리콘-함유 막의 형성 방법.
In the first paragraph,
A method for forming a silicon-containing film, wherein thermal energy or plasma is used during the above deposition, or a bias is applied to the substrate.
상기 실리콘-함유 막이 실리콘-함유 산화막 및 실리콘-함유 복합 금속 산화막으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하고,
상기 증착 시, 수증기(H2O), 산소(O2), 산소 플라즈마(O2 Plasma), 과산화수소(H2O2), 및 오존(O3)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용하는, 실리콘-함유 막의 형성 방법.
In the first paragraph,
The above silicon-containing film comprises at least one selected from the group consisting of a silicon-containing oxide film and a silicon-containing composite metal oxide film,
A method for forming a silicon-containing film, wherein, during the above deposition , at least one selected from the group consisting of water vapor (H 2 O ), oxygen (O 2 ), oxygen plasma (O 2 Plasma), hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), and ozone (O 3 ) is used.
상기 실리콘-함유 막은 1 nm 내지 500 nm의 두께 범위에서 형성되는, 실리콘-함유 막의 형성 방법.
In paragraph 1,
A method for forming a silicon-containing film, wherein the silicon-containing film is formed in a thickness range of 1 nm to 500 nm.
상기 실리콘-함유 막은 종횡비가 1 이상이고, 폭이 1 ㎛ 이하인 요철을 하나 이상 포함하는 기판 상에 형성되는, 실리콘-함유 막의 형성 방법.
In the first paragraph,
A method for forming a silicon-containing film, wherein the silicon-containing film is formed on a substrate including at least one unevenness having an aspect ratio of 1 or more and a width of 1 ㎛ or less.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 및 선형 또는 분지형의 C1-C4 알킬기로 구성된 군으로부터 선택되거나, 또는
R1 및 R2는 서로 직접 또는 간접적으로 연결되어 치환 또는 비치환된 C4-C9 고리형 그룹을 형성하고, 여기서 상기 C4-C9 고리형 그룹은 1개 또는 2개의 질소(N) 및 0개 내지 2개의 산소(O)를 포함한다.
A composition for forming a silicon-containing film, comprising a silicon precursor compound represented by the following chemical formula 1 and used for depositing a silicon-containing film:
[Chemical Formula 1]
In the above chemical formula 1,
R 1 and R 2 are each independently selected from the group consisting of hydrogen and linear or branched C 1 -C 4 alkyl groups, or
R 1 and R 2 are directly or indirectly linked to each other to form a substituted or unsubstituted C 4 -C 9 cyclic group, wherein the C 4 -C 9 cyclic group contains 1 or 2 nitrogens (N) and 0 to 2 oxygens (O).
상기 실리콘 전구체 화합물이 하기 화학식으로 표시되는 화합물로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는, 실리콘-함유 막 형성용 조성물:
, , , , , , , , , 및 .
In Article 11,
A composition for forming a silicon-containing film, wherein the silicon precursor compound comprises at least one compound selected from the group consisting of compounds represented by the following chemical formula:
, , , , , , , , , and .
[화학식 0]
A silicon precursor compound represented by the following chemical formula 0:
[Chemical formula 0]
[화학식 1]
상기 화학식 1에서,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 및 선형 또는 분지형의 C1-C4 알킬기로 구성된 군으로부터 선택되거나, 또는
R1 및 R2는 서로 직접 또는 간접적으로 연결되어 치환 또는 비치환된 C4-C9 고리형 그룹을 형성하고, 여기서 상기 C4-C9 고리형 그룹은 1개 또는 2개의 질소(N) 및 0개 내지 2개의 산소(O)를 포함한다.
A silicon precursor compound represented by the following chemical formula 1:
[Chemical Formula 1]
In the above chemical formula 1,
R 1 and R 2 are each independently selected from the group consisting of hydrogen and linear or branched C 1 -C 4 alkyl groups, or
R 1 and R 2 are directly or indirectly linked to each other to form a substituted or unsubstituted C 4 -C 9 cyclic group, wherein the C 4 -C 9 cyclic group contains 1 or 2 nitrogens (N) and 0 to 2 oxygens (O).
상기 실리콘 전구체 화합물이 하기 화학식으로 표시되는 화합물로 구성된 군으로부터 선택되는, 화합물:
, , , , , , , , , 및 .In Article 14,
A compound wherein the silicon precursor compound is selected from the group consisting of compounds represented by the following chemical formula:
, , , , , , , , , and .
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